通过无线供电（无线电力传输）实现更加舒适的社会的技术和构想
2025/09/24
锂离子电池
无线供电
物联网
IIoT
智能工厂
物流
电动汽车
移动性
INDEX
1. 无线供电的现状、问题与展望
1.1 无线供电的现状―技术需要发展的背景
1.2 无线供电的未来―应用到全部领域
1.3 无线供电发展中的问题―确保安全并完善相关法律等
1.4 无线供电技术发展展望―从移动到出行
2. 移动领域无线供电的应用构想
2.1 预防配备锂离子电池（LiB）的产品在出厂后过度放电
2.2 为业务用可穿戴设备进行无线供电
2.3 为娱乐设施及音乐、体育等活动备件进行无线供电
2.4 为制造业和物流业中的物联网设备进行无线供电
3. 村田制作所正在研发的无线供电技术
1. 无线供电的现状、问题与展望
无线供电，又称无线电力传输或WPT（Wireless Power Transfer），指的是不需要连接电缆即可为电子设备和电动设备等供电的系统。
首先，我们将对无线供电的现状、技术发展中的问题以及未来的展望等进行相关解说。
1.1 无线供电的现状―技术需要发展的背景
目前普遍使用的无线供电示意图
目前，一般说来，说到普遍使用的无线供电系统，代表性的方式是将智能手机等设备放置在充电器上进行充电。虽然这种方式不需要插拔电缆，但供电距离很短，需要保持在近乎接触的状态。此外，将对象物体放置在充电器上时，如果对象物体与线圈错位，则会发生无法充电的问题。因此，通常使用一种通过磁铁将充电器固定的类型，但据说这与插拔电缆的麻烦程度相差无几。
另一方面，为了使未来的无线供电系统能够在多种领域和用途上方便、有效地使用，相关研发工作正在推进。其背景是：尽管许多工业和民用设备都能进行无线数据通信，但它们仍然需要有线供电和布线来为内置锂离子电池充电。例如，在工业用途中，可能需要同时为多台无线设备供电或充电。在这种情况下，无线供电系统可以说是一种能降低连接和检查供电电缆所需的工时和成本、减少故障，并能大幅提高供电和充电的作业效率的技术。
1.2 无线供电的未来―应用到全部领域
无线供电的未来愿景是：首先是只要将物联网设备随意放置在某个地方就能供电和充电的系统，然后会进一步发展，可能出现和普及向EV（电动汽车）进行无线供电等。这项技术的目标之一是随着技术的发展，让用户在生活和工作中不需要意识到供电行为。
未来有望实现的EV（电动汽车）无线供电示意图
无线供电技术的发展将惠及众多领域。除了上述面向个人用户的电子设备和EV（电动汽车）之外，随着制造、物流、医疗、娱乐设施以及体育赛事和演唱会活动等多种领域的设备物联网化不断推进，无线供电技术的进步预计将带来显著的益处。
1.3 无线供电发展中的问题―确保安全并完善相关法律等
人们希望无线供电技术创新将来能够消除用户对电池剩余电量和充电的担忧，此外，还希望出现以无线充电为前提而不需要配备主电池的设备等，提高便利性并为未来的生活和社会活动做出贡献。这样的无线供电技术创新所需要的要素有：对无线供电技术及方法的研究、追求避免对人体造成不利影响等安全性，除此之外，对管制使用电磁波时可使用的频率和输出功率等的法规进行完善对世界各国也是不可或缺的。
1.4 无线供电技术发展展望―从移动到出行
鉴于上述问题，无线供电的发展已在耗电量相对较小的“移动领域”（例如智能手机、可穿戴终端、多种物联网设备以及用于摄影的小型无人机等）开始创新。从技术开发和法规完善的角度来看，下一步可能会向需要较大耗电量的“出行领域”（例如运输无人机、电动助力自行车、电动摩托车和EV（电动汽车）等）发展，这些领域需要更大的功率，以满足人员和货物的运输需求。
无线供电从低功率的“移动领域”开始逐步开发和普及，并向高功率的“出行领域”发展
此外，无论传输功率大小，在用于载人的EV（电动汽车）以及医疗设备领域，向植入式设备供电等确保高安全性的无线供电技术也正在策划中。在下一部分，我们将介绍与移动领域无线供电用途相关的构想，该领域的研发和实证实验正在推进，并有望首先普及。
2. 移动领域无线供电的应用构想
目前，为了普及无线供电，移动领域无线供电的研发和实证实验正在推进。无线供电有多种方式，但作为一种安全实施无线供电的方法，在此主要就只要将对象物体放置在屏蔽电磁波的空间（容器内、储物柜内、仓库内等）即可供电的无线供电系统（腔体谐振式WPT），介绍一些应用构想。
2.1 预防配备锂离子电池（LiB）的产品在出厂后过度放电
在货架上对商店的库存产品统一进行无线供电的示意图
如今，笔记本电脑、平板电脑、智能手机、可穿戴终端以及真无线耳机（TWS）等多种产品都配备了锂离子电池。然而，在产品包装并出厂后，锂离子电池在商店陈列或仓库储存过程中会放电，如果放置不管，部分产品会出现过度放电的情况。因此，如果统一对全部包装后的产品进行无线供电，则可以在运输车库内、商店货架、商店后院或仓库内为它们充电，从而预防锂离子电池过度放电。
2.2 为业务用可穿戴设备进行无线供电
使用AR眼镜进行设备点检的示意图
作为物联网设备之一的可穿戴设备在生产现场和建筑现场越来越普遍。例如，它们被用于监测作业人员的健康状况以预防事故发生，以及在设备点检等时候通过AR眼镜确认检查项目。除了物联网设备外，配备风扇和加热器的服装等也需要供电，以减轻在恶劣气候下作业造成的身体负担。在休息时间或下班后，如果只要将这些设备随意放入无线充电盒中即可充电，不需要调整位置，那么就可以切实地为与作业人员和设备的安全相关的设备电池充电并放心地使用。
2.3 为娱乐设施及音乐、体育等活动备件进行无线供电
设施和活动场所的可穿戴终端等
使用对讲机的活动工作人员示意图
例如，在主题公园、游乐园、大型音乐会、体育赛事等活动中，许多工作人员使用对讲机和收发器等无线通信设备。通过将它们放入充电盒中进行无线充电，就能在繁忙的现场节省为每台设备连接充电电缆所花费的时间，同时为多台设备充电。
在娱乐设施的游乐项目中使用的VR眼镜等
使用VR眼镜的游乐项目示意图
随着娱乐的科技化程度越来越高，在娱乐设施中，游客佩戴VR眼镜等设备的娱乐项目也日益增多。通过在更换用户时迅速可靠地同时为多台设备进行无线充电，可以在提供娱乐时确保不出现电量耗尽的问题。
体育领域物联网化后的道具和备件等
多种竞技的道具被逐步物联网化的可能性
在体育领域，物联网也在不断发展，传感器被引入到球等物体中，以实现更快、更准确的裁判。在许多球类运动中，会轮流使用很多球，因此，如果只要将球放入存储场所就能同时为多台内置传感器进行无线供电，那么就不需要担心电池耗尽的问题。无线供电使与裁判相关的重要备件能够平稳可靠地进行准备，从而提高运营效率。
2.4 为制造业和物流业中的物联网设备进行无线供电
为智能工厂中的IIoT设备进行无线供电
FA（工厂自动化）工序和作业人员
随着智能工厂的普及，可以说无线供电与已经引入了很多IIoT（Industrial Internet of Things：工业物联网）设备的生产现场高度兼容。在以判断元件和产品的有无、判断产品是否合格、定位、测量加工后的尺寸、通过获取设备和机械的数据来进行预测性维护为目的的传感器类等当中，将数据传输无线化后的产品和用电池驱动的产品不断增加。在小型元件或产品的自动加工工序中，产品通常被透明外壳覆盖，在电子元件制造工序中，通常使用洁净室。通过在这样有限的空间内为物联网设备进行无线供电，可以实现不需要布线的供电。
为仓库中使用的无线读码器进行无线供电
在仓库生产线旁边使用无线读码器
在生产现场和物流仓库中，条形码/二维码读码器被普遍用于库存管理、出入库管理和产品追溯。即使引入了在线自动读取，也需要手动处理突发变更和读取错误等。随着电池驱动且可通过无线通信收发数据的手动读码器越来越普及，这些设备也只要放置在类似架子的盒子中，即可同时为多台设备进行无线充电，从而实现有效且可靠的运行。此外，通过在卡车车厢或货物集装箱等上面配备无线供电系统，即使在运输过程中也只要将处于已包装状态、配备锂离子电池的产品放入，即可同时为多台设备进行充电。
3. 村田制作所正在研发的无线供电技术
村田制作所目前正在研发的无线供电技术之一是“腔体谐振式WPT（Wireless Power Transfer）”方式。
作为腔体谐振式WPT的应用场景之一的是在“2. 移动领域无线供电的应用构想”中记述的以移动领域为对象的无线供电。
在采用腔体谐振式的无线供电系统中，只要将连接到小型电力接收器的对象物体放入可屏蔽电磁波的盒子内即可充电（盒子的尺寸、形状、材质以及接受电力的设备形态均根据供电对象进行开发）。
由此可以做到不会出现传统的无线充电器因错位而导致无法充电的问题，只要将多个对象物体放入盒子内，就可以同时为多台设备供电和充电。此外，还有一个好处是不会泄漏电磁波。
村田制作所正在寻找能与我们共同思考腔体谐振式的应用构想的共创合作伙伴。详情请阅览相关链接。
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