解決可穿戴設備續航——摩擦生電DuangDuang登場!
發布時間:2015-08-18 責任編輯:echolady
【導讀】眼下可穿戴設備shichangzhengrurizhongtian,danshikechuandaishebeidexuhangwentiqueshizuaishichangfazhandeyigemaimen。weilesuishisuidiweichuandaizhexuhangchongdian,zhuanjiazucongmocashengdianzhankailianxiang,zhongyumocashengdiannaimifadianjidejishudeyanjiujihuawanmeigaopo。
根據市場研究機構IDC的報告,在2014年,穿戴式裝置(基本型及智能型)的市場出貨量約1,960萬台,在2015年,預估出貨量將成長至4,570萬台,至2019年更上看1.26億台,而這五年的年平均複合成長率高達45.1%。
在初期,人們對高科技產品的嚐鮮及炫耀心理所建構出的消費行為,以及,以商品實用性甚至是必需品為導向的長期市場需求;而大家都很清楚的是,“實用性”才是穿戴式裝置商品能夠屹立不搖、生生不息的保證。
穿戴式裝置的“實用性”指針,除了功能(function)之外,最為重要的就是“續航力”了。以目前最夯的AppleWatch來說,每天晚上都得脫下來充一下電,消費者已經稍嫌麻煩了,若是24小時監測的醫療照護穿戴裝置,也需要每天脫下來充電才能續用,這種東西的實用性已經被大打折扣了。
以目前的產品表現來說,電池續航力的確是穿戴式裝置市場成長的一大罩門。
要提升穿戴式裝置的續航力,可以從二方麵著手,一是設計極低耗電的傳感器、處理器、通訊模塊等組件,以及優化係統的電源管理;二是改良電池技術。
xiangjiaoyubandaotizujianshejisuohuodedegailiangjinzhan,dianchijishuzemianlingengduodetiaozhan。xianjinchangshangbujinyaoyanfachuxuhanglichaoqiangerqietijiyouxiaodedianchi,zuihaohainengrangdianchijubeikenaodetexing,yidapeigezhongxingtaidechuandaishizhuangzhi;erzaiweilai,zhinengxingchuandaishizhuangzhidegongnengshibigengjiaqiangda,zheyeyiweizhezhuangzhineihandezujianjianghuiyuelaiyueduo,jieguojiushihaodianliangjiangzhihuizengbuhuijian,yinci,dianchijishujiubixuyaoyouzhongdadetupocainengweiyuchoumou。
延長穿戴式裝置的續航力,除了等待新電池技術的支持之外,還可以透過“改變充電的方式”讓使用者“有感”,例如,具備(遠距)無線充電功能的穿戴式裝置,就可以在“不必脫下”的情況下隨時充電,永遠turnon,但前提是需配合無線充電發射器的裝設位置;若是依照“能量采集”(EnergyHarvesting)的原理,將穿戴者本身產生的動能(擺動、摩擦)轉換成電能來供電,則可以隨時隨地將電池充飽,而且也沒有充電位置的限製,因此,穿戴式裝置就可以全年無休的為您服務了。
雖然能量采集的技術仍在研究階段,但已有令人矚目的突破進展,例如,美國喬治亞理工學院的王中林教授(Prof.ZhongLinWang)及其團隊利用“摩擦生電效應”(TriboelectricEffect),以及“靜電感應”(ElectrostaticInduction)原理所設計出的摩擦生電奈米發電機(TriboelectricNanogenerator;TENG)就是很好的例子,該團隊在此研究議題上所獲得的成果,已將單位麵積發電密度(AreaPowerDensity)提升到1,200W/m2,能量轉換效率(EnergyConversionEfficiency)也高達50%~80%,所提供的電量甚至可以點亮1,000顆綠光LED組件

“能neng夠gou產chan生sheng大da量liang電dian荷he的de輸shu出chu取qu決jue於yu摩mo擦ca表biao麵mian的de性xing質zhi。在zai聚ju合he物wu薄bo膜mo的de表biao麵mian上shang采cai用yong奈nai米mi材cai料liao的de圖tu案an增zeng加jia了le片pian材cai的de接jie觸chu麵mian積ji,產chan生sheng的de電dian力li可ke以yi有you上shang千qian倍bei的de差cha異yi”,所以為了增加接觸麵積,薄膜表麵通常會設計成密布的鋸齒、顆粒或長刷狀等等。
在當初開始研究TENG時shi,其qi目mu標biao就jiu是shi為wei了le要yao對dui傳chuan感gan器qi網wang絡luo中zhong的de小xiao型xing電dian子zi組zu件jian提ti供gong電dian源yuan,而er研yan發fa至zhi今jin,已yi證zheng實shi摩mo擦ca生sheng電dian奈nai米mi發fa電dian機ji不bu僅jin能neng攫jue取qu小xiao尺chi度du的de能neng量liang,也ye能neng收shou集ji大da規gui模mo的de能neng量liang,例li如ru流liu水shui、雨滴、海浪等等自然能量。
如(ru)果(guo)摩(mo)擦(ca)生(sheng)電(dian)奈(nai)米(mi)發(fa)電(dian)機(ji)的(de)技(ji)術(shu)在(zai)未(wei)來(lai)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)商(shang)業(ye)化(hua)的(de)標(biao)準(zhun),那(na)麼(me),穿(chuan)戴(dai)者(zhe)就(jiu)可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)隨(sui)地(di)為(wei)自(zi)己(ji)的(de)裝(zhuang)置(zhi)充(chong)電(dian),而(er)穿(chuan)戴(dai)式(shi)裝(zhuang)置(zhi)就(jiu)可(ke)以(yi)不(bu)再(zai)需(xu)要(yao)以(yi)大(da)顆(ke)的(de)電(dian)池(chi)來(lai)延(yan)長(chang)續(xu)航(hang)力(li)了(le)。
雖sui然ran摩mo擦ca生sheng電dian奈nai米mi發fa電dian機ji的de技ji術shu發fa展zhan,不bu論lun是shi用yong於yu人ren體ti動dong能neng采cai集ji,或huo是shi用yong於yu自zi然ran風feng雨yu的de能neng量liang采cai集ji,將jiang繼ji續xu麵mian對dui許xu多duo務wu實shi問wen題ti的de挑tiao戰zhan,例li如ru材cai料liao的de穩wen定ding度du、長期摩擦後的磨損率、高電壓低電流的電源管理技術、能量儲存技術、封裝、lianjiehuozhenghezhizhuangzhidengdengwenti,danbukefourendeshi,womenxiyiweichangdemocashengdianxianxiang,jingyeyourucishiyongdeqianli,weixiaodenenglianghuijuzhihouyeyoujudadeyongchu,weilaihaihuifazhandaoshenmeyangdejingjiene?
相關閱讀:
TI精講:解析可穿戴設備電源設計的關鍵點
一張圖帶你走進Apple Watch以前的可穿戴設備曆史
可穿戴設備想要“智變”,什麼樣的智能材料能滿足?
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 邊緣AI的發展為更智能、更可持續的技術鋪平道路
- 每台智能體PC,都是AI時代的新入口
- IAR作為Qt Group獨立BU攜兩項重磅汽車電子應用開發方案首秀北京車展
- 構建具有網絡彈性的嵌入式係統:來自行業領袖的洞見
- 數字化的線性穩壓器
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
SATA連接器
SD連接器
SII
SIM卡連接器
SMT設備
SMU
SOC
SPANSION
SRAM
SSD
ST
ST-ERICSSON
Sunlord
SynQor
s端子線
Taiyo Yuden
TDK-EPC
TD-SCDMA功放
TD-SCDMA基帶
TE
Tektronix
Thunderbolt
TI
TOREX
TTI
TVS
UPS電源
USB3.0
USB 3.0主控芯片
USB傳輸速度


