十月初的首爾 AI 機器人展上,有一類展品跟手機沒什麼關係。韓國公司 WiPowerOne 擺出的是一套 1.5 千瓦的無線充電方案,服務的對象是車間裡的自主移動機器人。他們管這個用法叫 in-process charging,意思是機器人不用停工跑去充電站,就在幹活的點位、趁着任務之間那段短暫的等待把電補進去。按他們的說法,這樣能把停機時間壓到最低,讓無人化產線真的可以 24 小時連着跑。

把充電這件事從消費電子挪到車間,理由其實很硬。傳統接觸式充電靠金屬電極對接,在粉塵和潮濕環境裡電極容易腐蝕磨損,大電流通斷的瞬間還可能拉弧打火——放到煤礦、石油化工這類易燃易爆場景,這就是不能接受的安全隱患。無線充電靠電磁場耦合傳能量,沒有裸露觸點,正好對上無人值守、工況惡劣這兩條要求。這也是為什麼工業側的無線充并不追求「隨手一放」的輕鬆,它要的是在沒人看着的環境裡長期不出事。

國內這一側,青島高新區的魯渝能源是個挺典型的樣本。創始人李聃帶隊起步時做的是手機這類消費電子的無線充,很快撞到了天花板——消費電子普遍只有 5 瓦、10 瓦,技術門檻不高,一堆製造企業靠着成熟的產業鏈打價格戰。2019 年前後,團隊調頭去做大功率工業無線充、服務移動機器人。工業場景的要求跟消費級完全不是一回事:充電位置的偏移容忍度要到幾厘米甚至十幾厘米,功率從幾百瓦跨到幾千瓦,團隊最終選了諧振技術路線——負載和距離一波動,諧振點就偏,得靠算法持續動態調控,難度比消費級高出一截。

獨立圓形無線充電盤概念圖,可見厚度與銀色鋁邊圈,深灰哑光碟面完全空白,平放于深灰拉絲金屬台面,黑色編織 USB-C 線從右上入畫

產品迭代最直觀的變化是體積。同樣是 1 千瓦的設備,第一代規格是 300×300 毫米,第二代縮到 160×140 毫米,體積掉了一大截,用李聃的話說是「第一代產品體積是現在的四倍」。驅動力來自下遊:移動機器人越做越薄,不少底盤厚度不到 20 厘米,笨重的充電模組根本裝不進去。縮小體積要重新優化電路拓撲和高頻控制方案,還得在狭小空間裡把散熱解決掉。另一道坎是集成——從分體式改成發射端、接收端各自一體化之後,大功率能量傳輸又容易干擾內部通訊信號,團隊靠電磁屏蔽、電路設計和控制算法幾個方向一起調,才把干擾壓下去。

現在這家公司的產品功率覆蓋幾百瓦到 6 千瓦,理論上可擴展到幾十千瓦,按它的說法能覆蓋市面上七八成移動機器人的套用需求。細分場景上,滿足煤礦、化工要求的防爆產品已經量產落地五六年,面向戶外設備有防水系列,面向無人潛航器的水下無線充還在科研攻關。無人機那條線他們做了兩三年異形磁耦合線圈,同等功率下重量降低五成,目前進入商務對接。合作名單裡有 300 多家企業,包括海康威視、新松機器人、宇樹機器人這些做移動機器人的廠商。導入方式值得單獨說一句:存量機器人改造難度大,他們選擇前裝導入,在機器人設計階段就把接收模組納入整機,而這類工業零部件通常要半年到一年的穩定性驗證周期,放量快不了。李聃自己也講得直白,國內能穩定做出大功率工業無線充的企業屈指可數。

首爾那家 WiPowerOne 走的是同一條路,履歷更長一些。它先在電動車無線充電上攒經驗:2019 年在迪拜硅穀綠洲修了一段 60 米的無線充電道路,給電動出租車和巴士做試點;2021 年起,一台 150 千瓦的無線充電電動巴士在韓國大田商業執行了五年;某物流中心裡,15 台配送車用上了 50 千瓦的系統。轉到機器人之後,它和 Rainbow Robotics 完成了自主移動機器人的無線充電演示并簽了合作備忘錄,現在在開發面向人形機器人的無線充,計劃 2027 年搭出量產平台。它反复強調的兩個指標是抗偏移和抗氣隙——工業現場本來就沒法保證每次精確定位,機器人停歪幾厘米還能穩定充電,才是這類方案真正的賣點。

功率往上走,材料這一關就繞不開。十月初發表的一項研究裡,中國科學院東莞材料科學與技術研究所牽頭,聯合中科院物理所、香港城市大學和剑橋大學,用鐵基納米晶合金替換了傳統鐵氧體做磁芯。鐵氧體在低功率下夠用,功率一高,渦流和磁滯帶來的損耗就上去了,磁芯發熱、效率下滑,體積也壓不下來。研究團隊用應力退火配合線圈對齊疊片,做出的磁芯條只有 440×330 毫米、厚度 4 毫米,大約是標準鐵氧體板的一半,在 85 千赫茲、0.2 特斯拉的條件下把磁芯損耗降到 135 千瓦每立方米。整個 20 千瓦級系統的交流到交流效率做到 98.51%,體積功率密度 9.55 千瓦每升,論文發表在本月的《自然·通訊》上。研究團隊明確提到,這套技術除了乘用車,還瞄準工廠和倉庫裡的 AGV、重載軌道交通,以及無人機這類低空電動航空器。

把這幾件事放一起看,無線充其實分成了兩條線。消費這條線,Qi2 25W 的磁吸盤比的是誰更涼、誰更快、誰更便宜;工業這條線比的是大功率、抗偏移、抗惡劣環境,還有能不能在機器人的設計階段就擠進去、出了問題能不能到現場。李聃對新能源乘用車的那句判斷也值得記下來:短期內難大規模落地,卡住的不是技術,而是生態——開放場景需要統一標準,還要過基建投入和車企成本博弈這兩關。他真正看好的是無人駕驶車輛、無人機和四足機器人,這也是接下來三到五年的重點。對做無線充的一方來說,行業邊界這幾年一直在往外擴:從手機桌面,到家居和公共場所,再到車間和倉儲。產品定義也跟着變——功率、偏移容忍度、防護等級、通信協議這些參數,開始比外形更早被擺上桌面。

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