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数十家企业已入局-AGV/AMR无线充电“应用拐点”将至？

时间：2024-01-15 来源：移动机器人产业联盟

美国无线充电方案开发公司Wibotic的创始人曾公开喊话，未来无线充电的主要场景将不再会是手机、手表等小型电子设备，而会逐步走向机器人、无人机等中型、甚至大型的可移动电子设备。

2023年10月13日，特斯拉已经以未公开的价格将其于2023年6月收购的无线充电初创公司Wiferion出售给DIN导轨电源供应商PULS，仅留下其研发团队，并对外宣告将推出无线充电产品。

特斯拉的入局，让“无线充电”这一概念再度掀起热浪。

发展：从电子领域走向工业制造

无线充电即非接触充电装置，简单来说是将电能转化为可无线传播的能量形式并发射出去，然后再在接收端将接收到的能量转化为电能，从而实现电能的无线传输，并进一步将电能存储到电池内实现充电。

无线充电技术的起源可以追溯到20世纪90年代初。当时，无线电能传输（WPT）技术开始引起科研人员的关注。早期的WPT技术主要采用电磁感应原理，通过近场耦合实现电能的高效传输。1994年，美国科研人员研发出一种基于电磁感应原理的无线充电系统，该系统可以将电能从电源传输到电器设备。

进入21世纪，无线充电技术得到了更广泛的应用和研究。2007年，美国一家公司推出了一款基于磁共振耦合原理的无线充电设备，该设备可以实现较远距离的无线充电。这一技术的出现引发了无线充电领域的热潮，许多科研机构和企业纷纷投入无线充电技术的研发。

随着智能手机等移动设备的普及，无线充电技术逐渐成为这些设备的重要功能之一。2010年，美国苹果公司推出了iPhone 4的无线充电配件，使得无线充电技术受到了更广泛的关注和应用。

近年来，随着无线充电技术不断创新和发展，无线充电设备的传输距离、充电效率以及安全性等方面得到了显著提升。同时，越来越多公司突破工业应用技术壁垒，无线充电技术由电子行业和电动车领域延伸到工业制造领域，应用到了小至仓储机器人大至叉车的AGV/AMR领域。

在工业4.0背景下，全域物流和全场景无人化成为趋势，AGV/AMR的充电方式也在不断革新，以为AGV/AMR提供更强大的续航能力和更安全的电能补充。

相较于接触式充电，无线充电即非接触充电装置，无需用电缆将车辆与供电系统连接，它抛弃了充电触头，充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。无线充电技术使充电端与AGV储能系统之间实现电气隔离，从根本上消除直插式充电方法带来的弊端，更加安全，适用性更广。无线充电技术也逐渐成为AGV/AMR智能化升级的重点关注之一。

应用：以静态充电为主

目前无线充电主要有电磁感应式(ICPT)、电磁共振式(ERPT)、无线电波式(MPT)、电场耦合式四种基本方式，分别适用于近程、中短程与远程电力传送。其中，ICPT和ERPT在中等距离的传输效率较高，目前移动机器人的无线充电也大多基于这两种技术进行开发。


无线充电四种技术优缺点对比

从移动机器人的无线充电方式来看，又分为静态无线充电和动态无线充电。

静态无线充电与传统的接触式充电一样，需要在一定的时间前往固定的区域，在移动机器人停止过程中对机器人进行充电，只是将传统的充电方式中的双板刷块替换成封装好的发射器、发射线圈以及接收线圈，当发射器和接收器相互靠近时，就可为设备充电。

与静态充电相对，动态充电则是在其行驶过程中对其进行充电。现阶段的动态无线充电系统主要由地面电源、发射线圈模组、车载控制器、接收线圈、位置检测模块等部分组成，需要在AGV行驶的路面下铺设更长的供电导轨，在导轨上安装一系列连续的发射平板。这一技术需要实现高效、稳定、安全的能量传输，同时要解决运行设备与充电设备之间的精确对准、动态调节、电磁干扰等技术问题。

面对这些技术问题，经过一些具备深厚技术底蕴的企业和研发团队不断克难攻关，设计、匹配和优化发射线圈和接收线圈的耦合，优化系统的控制算法、维持通信稳定和低延时、完善反馈调节机制，在技术上将极大程度地解决了动态充电的充电距离和效率问题。

对于动态充电的实施难点，专注于大功率无线充电系统产业化的宁波道充科技有限公司有着不一样的见解。道充科技副总贺思齐表示：“理论上，实现动态充电是没问题的，但真正实行起来就又涉及到成本问题，比方在1万平米的地面上都布满发射器，成本就会增加很多，从经济性角度来讲几乎并不适用，这是理论与实践的区别。”

同样的，拥有超十年无线充电产品研发经验的青岛鲁渝能源科技有限公司也认为，技术并不是限制动态无线充电应用的主要原因。鲁渝能源总经理李聃谈道：“目前的移动机器人以带储能和电池的为主，而不带电池的，一般要求不间断作业，这种需求场景较少，而且动态供电的产品整体价格非常高，所以这也是动态供电的局限性。”

此外，动态无线充电技术还没有形成统一的国际或国内标准，不同的企业和机构采用不同的技术方案和参数，这给互操作性和兼容性带来了挑战。

因此，当下在移动机器人领域，无线充电的应用以静态为主。


犀能新能源无线充电项目

企业：重点布局大功率产品

针对移动机器人的应用特点，国内外一些公司和技术团队不断研磨核心技术，为无线充电技术在工业领域应用扫清技术障碍。


国内外无线充电企业相关布局

从产品布局来看，这些无线充电企业大多基于磁共振原理开发产品，聚焦在中大功率无线充电技术。

从竞争主体来看，目前国内活跃在工业制造领域的无线充电企业主要分为两类，一类是从成立之初便耕耘于无线充电板块的企业，以鲁渝能源、犀能、道充科技等企业为代表，这类企业在无线充电领域积累了深厚的底蕴，拥有强大的技术储备；另一类是从传统充电机、蓄电池切入无线充电，实现双赛道并驱的企业，以泰坦智能、爱普拉等企业为代表，这些企业对于移动机器人应用场景有着深刻理解，并拥有前期的市场优势和资源渠道。

多方入局，验证了无线充电的市场前景，也从研发端构筑起强大动力，推动无线充电技术快速发展。

受困：技术价格多重枷锁

随着技术成熟度不断提升，无线充电落地应用也开始逐渐增多。

现阶段的无线充电产品在移动机器人的应用主要集中于一些低温、防爆、室外电网巡检等刚需场景，以及对价格包容度较高的重载AGV。


犀能Tx19

在这些刚需场景应用中，一些企业已积累了丰富经验。犀能新能源科技有限公司（英文品牌名称Xnergy），2017年成立于新加坡，在智能制造、电商无人仓库的物流AGV/AMR、无人叉车、安防、巡检及服务机器人、无人机等领域都拥有广泛的应用。据悉，犀能在贵州的锂电池原材料项目，是业内无线充电功率最大（9kW）、无人叉车应用数量最多的项目，设备已经稳定运行近2年，收到了客户的良好反馈。

对于目前的无线充电市场应用情况，犀能销售副总裁陈建平表示：“相对来说，目前重载无人叉车和重载AGV对无线充电的需求会更大一些，因为这些产品本身价值较高，消化吸收无线充电的成本就更容易。”

而在低温、防爆等场景中，能适应恶劣环境的机器人需要“与之配套”的充电产品，对无线充电产品呈现出刚性需求。


道充600W

道充科技副总贺思齐谈道：“机器人的工作环境越是恶劣，对无线充电产品接受程度越高。目前面向移动机器人，道充在巡检、无人仓储物流等领域，已经实现了小批量的生产和交付。”据贺思齐介绍，今年，国内电网巡检机器人龙头企业与道充合作，在国家电网的变电站项目的巡检机器人应用道充的无线充电产品，借助无线充电解决痛点，实现安全性、便利性和全产业链条的无人化。


鲁渝能源防爆型180W无线充电器

鲁渝能源目前落地的项目也主要集中于石油石化、煤矿等特殊场景。鲁渝能源总经理李聃认为：“这些场景对无线充电的需求的刚性度更强。相对于传统的接触式充电，无线充电作为非接触式的方式，在一些比较特殊的应用场景有着天然的优势，比如在存有易燃易爆气体、粉尘的场景，接触式充电就未能适应。”

而除以上谈及的特殊场景外，一些无线充电企业也逐渐涉足于仓储物流等领域，为无线充电市场拓展打下根基。例如鲁渝能源针对仓储物流行业推出了专门的AGV/AMR无线充电解决方案：采用高效的功率变换器拓扑，优化耦合线圈设计，可实现最大充电电流200A的输出，传输功率高达12KW，满足各类大中小型AGV无线充电需求。

虽然无线充电在市场方面有所突破，但根据新战略移动机器人产业研究所统计，当前移动机器人行业采用的充电方式还是以自动充电为主，充电装置以传导式（接触式）充电装置为主，其市场占比超过90%，无线充电的市场渗透率极低。

无线充电市场应用受限，有着多重因素的影响。一方面，相较于传统的充电方式，移动机器人无线充电产业尚处于发展初期，上下游产业链还未成熟，这让下游的移动机器人厂商未能提振起信心。

在犀能看来，客户对于无线充电技术的认知与接受程度是首要因素。犀能销售副总裁陈建平谈道：“客户使用接触式充电已经十几年，已经能熟练运用接触式充电桩了，不愿意改变设计，客户的应用习惯很难改变。”

另一方面，无线充电高昂的前期导入成本也让一众厂商望而却步。

道充科技副总贺思齐表示：“很多企业了解无线充电的益处，也很希望能使用无线充电，但是无线充电产品成本比较高，在整个行业处于“价格战”的情况下，企业若将充电方式替换成无线充电，那么成本压力加重，也意味着其产品售价要增加，订单流失率可能也会随之增加。因此对于我们无线充电厂商来说，现在很重要的工作就是降成本。”
鲁渝能源总经理李聃也认为价格是影响无线充电应用的主要原因之一：“在对无线充电存在刚性的需求的特殊场景中，无论是价格高低都必须使用，而在刚性不强的物流业、制造业场景中，客户在选购的时实际比较的是性价比。”

在客户选购产品阶段，无线充电的前期导入成本较高，与传统接触式充电方式相比，性价比不高。但也有部分业内人士认为，从整个生命使用周期来看，无线充电的后期维护成本更低，安全性更高，或能完全覆盖前期导入价格，性价比其实会更高。对此，李聃谈道：“无线充电后期优势的确存在，但目前没有一个更长期的追踪和详细的分析来支撑，加之后期的使用成本往往是隐性的，之后的使用效果通常不是客户在选购无线充电时优先考虑的因素，更多的是眼前所见，所以真正决定客户购买意向的还是首次导入的价格优势。”

未来，无线充电要突破“刚需场景”的枷锁走向更多应用场景，还需将降本增效工作进行到底。

破局：找准市场降成本

面对无线充电市场渗透率低的问题，无线充电厂商正在积极寻求破局之道。

一方面，从重载AGV和一些刚需场景切入逐步渗透；另一方面，降成本成为各大无线充厂商的重点工作。

对此，鲁渝能源总经理李聃表示：“产业的升级发展，也必须经历过这样的一个路径。先从一些对价格不敏感的高端客户切入，随后逐渐普及技术的同时设法降低成本，提高性价比。我认为这是很正确的路径。随着无线充电技术的逐渐发展，高性价比的充电解决方案将会出现，逐步扭转市场局面，我们鲁渝能源也会陆续推出一些低成本的解决方案。”

道充科技副总贺思齐也认同“降成本”的重要性：“道充的降成本工作主要从两方面着手，一是规模降成本，不断地更新与优化供应商体系；二是技术降成本。通过技术研发降低零部件的使用量，进而实现成本的大幅降低。”

技术降本之外，不断适应移动机器人应用特点变化，满足客户需求亦是赢得市场的要诀。

犀能销售副总裁陈建平介绍：“开拓市场也是一个技术推进的过程。我们正在通过特有的技术，在功率不变基础上把产品逐步变小，以满足客户对充电产品又薄又小的需求。”

从刚需场景切入，不断优化产业链，在任何行业，切实解决用户需求，才能在激烈的市场竞争中占领一席之地。

虽然移动机器人的无线充电市场还处于初期阶段，但它的潜力和前景已经引起了广泛关注。

陈建平表示：“无线充电比较安全环保，有利于节省人工和能源，基于绿色环保发展大方向，国家政策环境也在慢慢变化，对于无线充电市场，我们还是比较有信心的，今年也开始大规模拓展国内市场。”据陈建平介绍，犀能的全球化背景很好，已经在20个国家超过40个场景完成部署，实现了超过100万次成功的大功率充电。

道充科技副总贺思齐谈道：“其实传统充电机企业也在做无线充电的技术储备，大家普遍认为这是一大趋势，都不希望若干年后没跟上发展节奏。在这一行业，道充有着深厚的技术积累和对行业的深刻理解，凭借工程化开发能力，用制造汽车的思维来做工业产品，我们也非常有信心来开拓移动机器人市场。”

鲁渝能源总经理李聃表示：“面向不同机型的机器人，鲁渝能源推出了很多的型号的充电产品来匹配，拥有齐全的产品矩阵，在细节处理上更为细致，我们将一直专注于机器人的无线充电细分的赛道上，运用专有技术上为客户提供更方便稳定的产品。”

根据新战略移动机器人产业研究所初步测算，预计2023年中国移动机器（AGV/AMR）销售规模约为220亿，同比增长18.9%；销售数量约为115000台，同比增长23.7%。市场对于AGV/AMR需求远未饱和。智能制造的需求日益增强，对移动机器人智能化要求进一步提高。展望未来，移动机器人智能化一定是与新型充电方式结合发展的趋势，随着经济的逐步复苏以及更多新兴市场的开拓，无线充电技术将推动移动机器人行业进入下一个亿万级市场。
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市场研究
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