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。
相(xiang)較(jiao)於(yu)半(ban)導(dao)體(ti)組(zu)件(jian)設(she)計(ji)所(suo)獲(huo)得(de)的(de)改(gai)良(liang)進(jin)展(zhan),電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)則(ze)麵(mian)臨(lin)更(geng)多(duo)的(de)挑(tiao)戰(zhan)。現(xian)今(jin)廠(chang)商(shang)不(bu)僅(jin)要(yao)研(yan)發(fa)出(chu)續(xu)航(hang)力(li)超(chao)強(qiang)而(er)且(qie)體(ti)積(ji)又(you)小(xiao)的(de)電(dian)池(chi),最(zui)好(hao)還(hai)能(neng)讓(rang)電(dian)池(chi)具(ju)備(bei)可(ke)撓(nao)的(de)特(te)性(xing),以(yi)搭(da)配(pei)各(ge)種(zhong)型(xing)態(tai)的(de)穿(chuan)戴(dai)式(shi)裝(zhuang)置(zhi);而er在zai未wei來lai,智zhi能neng型xing穿chuan戴dai式shi裝zhuang置zhi的de功gong能neng勢shi必bi更geng加jia強qiang大da,這zhe也ye意yi味wei著zhe裝zhuang置zhi內nei含han的de組zu件jian將jiang會hui越yue來lai越yue多duo,結jie果guo就jiu是shi耗hao電dian量liang將jiang隻zhi會hui增zeng不bu會hui減jian,因yin此ci,電dian池chi技ji術shu就jiu必bi需xu要yao有you重zhong大da的de突tu破po才cai能neng未wei雨yu綢chou繆mou。
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

“nenggouchanshengdaliangdianhedeshuchuqujueyumocabiaomiandexingzhi。zaijuhewubomodebiaomianshangcaiyongnaimicailiaodetuanzengjialepiancaidejiechumianji,chanshengdedianlikeyiyoushangqianbeidechayi”,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)。
suiranmocashengdiannaimifadianjidejishufazhan,bulunshiyongyurentidongnengcaiji,huoshiyongyuziranfengyudenengliangcaiji,jiangjixumianduixuduowushiwentidetiaozhan,lirucailiaodewendingdu、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、連lian接jie或huo整zheng合he至zhi裝zhuang置zhi等deng等deng問wen題ti,但dan不bu可ke否fou認ren的de是shi,我wo們men習xi以yi為wei常chang的de摩mo擦ca生sheng電dian現xian象xiang,竟jing也ye有you如ru此ci實shi用yong的de潛qian力li,微wei小xiao的de能neng量liang彙hui聚ju之zhi後hou也ye有you巨ju大da的de用yong處chu,未wei來lai還hai會hui發fa展zhan到dao什shen麼me樣yang的de境jing界jie呢ne?
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