无线充电技术论文.docx
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无线充电技术论文
1.目前无线充电市场上的状况
1.1WPC联盟
WPC（Qi）标准
2008年12月，WPC（无线充电联盟）的成立，正式为无线充电兼容性标准吹响集结号，并于2010年推出Qi无线充电国际标准。
1.2三星发起的联盟
2012年5月8日韩国三星电子和美国高通成立无线供电技术联盟
A4WP
正式成立，开发一
种全新的无线电能传输技术。
目前标准正在制定中。
1.3市场分析概略
1.3.1为什么无线充电器
-智能手机的发展对电池续航能力提出更高需求。
“随充随用”是一种新思路。
-空中接口的方式，有望替代不同手机之间的充电接口的不统一，终极统一的充电方式更加便利。
可以用于家用，及宾馆、饭店、机场等公共场所。
-避免因物理接口的损坏导致设备的不能充电。
-发烧友对新潮概念的追逐。
1.3.2无线充电器现状
-市场上目前充电器档次良莠不齐，不同价位，不同性能。
-功率较小，目前500mA～750mA充电电流。
-由于目前的充电方式还是过渡的，因为无线充电接收端还未完全做进手机里，目前存在一定的兼容性问题。
这也是无线充电需要解决的问题。
-目前的充电方式产品形式来看，在接收端有区别。
有过渡产品加了保护套，类似苹果皮，那么接收端就做进了苹果皮里。
-若用于平板电脑等，对充电电流提出了更高的要求。
1.3.3市场状况
-目前在日本，欧美市场已经开始热起来。
-国内目前消费者知道者不多，购买也不多，少数觉得新潮而买。
-国内手机等大厂都开始关注，观望，尚不敢冒险投入过多。
-三星已经有手机内置无线充电功能。
售价
5000左右。
-Nokia手机型号:
Lumia920/820。
其中820是需要过渡的方式，外接类似苹果皮作为保护
套的接收端。
而920更是把接收端做进了手机。
920于8月底在全球发布，估计在10
月以后会在全球上市，目前定价在5000以上。
Lumia也做了充电发射端，接收端等系列
无线充电器作为选配件。
-
据相关市场研究机构估计，未来
2，3年，市场规模可达
130亿美元。
2.无线充电技术的应用领域和前景
应用技术门槛不是很高，但是应用前景广泛看好，可以应用在以下领域：
从手机的电池、MP4、MP3，一直到手电、小台灯、无线鼠标、儿童玩具、遥控器这些目前还在使用一次性电池的
领域里，用无线充电加二次电池的方法，减少一次电池用量。
2.1消费电子市场如手机，平板电脑，MP4，MP3等
目前针对该领域的方案已经相对成熟，充电电流可以做到750mA，对于手机充电电流已经够用。
WPC标准的芯片对于手机、MP4、MP3等充电已经足够用。
A4WP标准目前正在酝酿中，会适用于需要更大充电电流的设备，比如平板。
2.2消费电子市场如手电，小台灯，无线鼠标，儿童玩具，遥控器等。
针对此类小家电充电的标准，国内已有相关机构正在制定，应用于电池。
该标准降低充电接收端的体积，将为小家电的充电普及化铺平道路。
2.3其他市场，有电池充电的地方。
基于上述标准，无线充电可以应用于更广泛的领域。
比如医疗器械，其他形态能量转换无线充电等。
比如外出旅游，带好太阳能无线充电板等。
3.产品系列
3.1无线充电器发射端:
3.1.1无线充电器：
设备主要包括两个部分，
发射端，接收端。
其中，发射端包括接市电电源，
发射器。
以图一图示为准。
该产品功能描述如下图，虚框内为该产品。
整个框图描述了整个充电过程。
空间
传输
无线充电器发射端
交流
交流转直流
直流
能量发射器
能量接收器
物理
手持设备
（AC/DC）
（Transmitter）
（Receiver）
接口
（手机等）
图一：
无线充电器
3.1.2功能特点：
-能量的传输是通过空间无线传输。
-发射器端能量输入由市电交流转直流。
-接收器端给手持设备比如手机等充电。
目前已有少量手机，比如三星，诺基亚，飞利浦
等可以内置接收器端。
大多数的实现方式仍然是加接收套。
比如iPhone套带无线接收端的苹果皮。
-充电电流最大达到700mA。
-优点：
取代了实体接口，避免实体接口的不统一，采用空中接口。
可以为被充电设备很方便的充电。
-缺点，过度产品，仍然带无线接收套。
即使如此，目前也仍然热卖，价格也较贵。
终极产品，是可以把无线接收端做进被充电设备中。
3.1.3可以以图一为模型，衍生功能相仿，形态不一的各种产品应用在不同领域和场合。
应用场景：
如宾馆、饭店、机场等公共场合，以及家用。
3.2太阳能无线充电器发射端:
3.2.1功能特点：
如图二：
发射端，接收端。
其中发射端能源由太阳能电池供给。
3.2.2应用场景：
比如开车旅游等，充电能量来源于太阳能。
3.2.3优点：
新能源利用，便捷，环保。
空间
传输
太阳能无线充电器发射端
太阳能
能量发射器
能量接收器
物理
手持设备
太阳能
直流
（Receiver）
接口
（手机等）
电池板
（Transmitter）
图二：
太阳能无线充电器发射端
3.3移动无线充电器发射端:
3.3.1功能特点：
如图三：
发射端，接收端。
其中发射端能源由大容量锂电池等电池供给。
锂电池由外接AC
Adapter在使用前先充好电备用。
3.3.2应用场景：
比如外出旅游等，身边没有市电的场合。
空间
传输
移动无线充电器发射端
交流转直流
直流
电池板
能量发射器
能量接收器
物理
手持设备
交流
直流
（Receiver）
接口
（手机等）
（AC/DC）
（Transmitter）
图三：
移动无线充电器发射端
3.4无线充电器接收端:
3.4.1接收套
这种形式的接收端是类似苹果皮之类的产品套，用于现在还没有内置无线接收端的手持设备。
预计是一种过度产品，在一两年内仍然会有市场。
如图四。
空间
传输
无线充电器接收端
交流转直流
能量发射器
能量接收器
物理
手持设备
交流
直流
（Receiver）
接口
（手机等）
（AC/DC）
（Transmitter）
图四：
接收套
3.4.2内置接收端的手持设备
目前手机厂商在观望，因为：
第一，成本压力带来的风险。
第二，在设计上要把电路设计和手机电路集成在一起，对手机的电路，结构影响都比较大。
空间
传输
无线充电器接收端
交流转直流
能量发射器
能量接收器
手持设备
交流
直流
（Receiver）
（手机等）
（AC/DC）
（Transmitter）
图五：
内置于手持设备的接收端
3.4.3和锂电池绑定的接收端
和锂电池绑定可以消除手机厂商的所面临的风险。
因为接收端和锂电池可以象模块一样拼装，
视产品需求而定。
那么所面临的问题是拼装带来占用电池体积而降低电池容量的影响，
现在
技术上已经有相关机构开始着力解决，
目标是把占用电池体积降低到
20%以内。
已经有方案
预计在年内成熟。
空间
传输
无线充电器接收端
交流
交流转直流
直流
能量发射器
能量接收器
物理
（AC/DC）
（Transmitter）
（Receiver）
锂电池
接口
图六：
和锂电池等绑定的接收端
3.5其他应用联想:
3.5.1心脏起搏器
需要电池。
目前的做法是到一定程度，电池没电了，需要做手术更换。
那么用无线充电器将替代手术，大大减轻病人痛苦。
不过因为距离较远，需要制定相关标准和开发相关技术，相信在不远的将来，该技术也会走向成熟。
3.5.2汽车
一，家用轿车带无线充电器，用于消费电子，比如手机等充电；
二，对汽车电瓶或者新能源汽车等进行无线充电。
这是大功率的。
目前日本已经开始有这方面的研究和应用。
同样，在不远的将来，该技术也会走向成熟。
3.5.3所有用电池的场合
比如剃须刀，玩具等。
优点有：
比如玩具，对于孩子来说安全性提高。
二次利用电池等，减少使用一次性电池使用量，利于环保等。
4.以一款产品为例计算产品投入成本
4.1产品描述
该产品为移动无线充电器，简称无线充电宝。
包括无线充电器发射端加接收端，该款机型目前在市面上还没有看到，而且很快有爆发式市场增长需求。
以无线充电宝为例一例，计算
10000台所需成本。
产品形态如下图描述：
空间
传输
无线充电宝发射端
无线充电宝接收端
交流转直流
直流
电池板
能量发射器
能量接收器
手持设备
交流
直流
（Receiver）
（手机等）
（AC/DC）
（Transmitter）
图七：
无线充电宝
其中，
发射端包括锂电池作为储能元件，容量为5000～10000mAh。
还包括能量发射器。
接收端体积小型化，能量接收器是和锂电池绑定的。
4.2市场分析预研
目前市面上移动电源已经很多，也就是所谓的充电宝，容量从2000mAh到30000mAh不等。
以品牌产品最通用的5000到10000mAh为例，其淘宝上大概为售价为￥220到￥400不等。
依据不同品牌，不同质量的移动电源，价格也不等。
也有便宜的移动电源，但是质量得不到
保证。
目前市面上无线充电器也已经有，但是还很少。
目前主要是淘宝上卖，市面上还没有，大多
数普通消费者还不知道。
那么我们的产品思路是结合热卖的移动电源这个热点加上无线充电器这个新的概念，两者的
优势会同时体现出来，具有很强的竞争力。
开发该种产品的思路：
第一，移动和无线做在一起，规避了单无线的高成本和售价。
第二，目前比如nokia等高端手机自配无线充电器，当然还不是结合了移动充。
这样避免
了和其无线充电器的直接竞争，另辟蹊径。
第三，该种产品结合了移动和无线的功能，发挥了目前市场上的两种热点。
4.3无线充电宝产品成本投入估算
以上述产品为例，估算投入10,000台的投入成本。
按照上述产品描述，分三部分描述：
锂电池及相关电路成本，发射端，接收端。
4.3.1锂电池及相关电路成本
4.3.1.1锂电池成本
锂电池依据不同质量，分A,B,C类锂电芯。
价格不等。
分述如下：
A类电芯大概以1000mAh/￥6.6来计算，5000mAh为￥33。
10000mAh大概为￥60。
如有大量量产，价格可以便宜一些。
B类，C类电芯质量不能完全保证，电池寿命短，可能还会在充电时引起爆炸。
4.3.1.2锂电池相关电路成本
锂电池相关电路包括：
充电电路，电池保护电路，升压电路等。
估计成本￥12左右。
4.3.1.3锂电池及相关电路成本估算总计
在做成本估算，暂且以10000mAh锂电池计算。
则为：
￥60＋￥12＝￥72
4.3.2发射端成本（不含锂电池）
4.3.2.1PCBA成本
PCBA（PCB板+料+生产测试），价格为￥53左右。
4.3.2.2模具
开模费用，粗略估计￥30,000左右。
4.3.2.3
外壳，外包装，外接电源等成本
另外，外壳：
￥8；AC/DC电源：
￥20；外包装（含说明书）：
￥4～8
4.3.2.4认证:
Qi，CCC，CE认证费用
据了解，Qi认证费用，比较高。
在初期，主要做
CCC认证。
都为一次性费用。
4.3.2.5生产成本，PCB板生产，生产测试等
详细见附表
4.3.2.6
物流成本等
发射端成本如附表：
单价（按样机
单价（按1000
单价（按10000
单价（按100000
评估项
开工费
100台折算）
台折算）（￥）
台折算）（￥）
台折算）（￥）
（￥）
研发
物料，工程费用
2000
20
2
0.2
0.02
人力成本
0
0
0
0
0
PCB物料
53
53
48
48
PCB工程费
300
3
0.3
0.03
0.003
PCBA
PCB单板价格
1.1
1.1
1.1
1.1
PCB贴片单片价
?
3
2.88
2.88
格
PCB测试
?
1
1
1
模具
30000
300
30
3
0.3
外壳
8
8
8
8
整机
电源适配器
20
20
20
20
说明书
1
1
1
1
外包装盒
8
8
8
8
CCC认证（必选）
28000
0
28
2.8
0.28
CE认证（看是否
20000
0
20
2
0.2
认证
出口等，可选）
其他认证？
Qi认证（可选）
100000
0
100
10
1
物流
整机成本（仅
414.1
155.4
96.01
90.583
CCC）
整机成本（含
414.1
275.4
108.01
91.783
CCC,CE,Qi）
附注：
*此表以RMB计算
*PCB板以50mm×25mm计算，PCB板价格=880/800=1.1,880/平方米
*研发成本包括：
相关样机,PCB工程费，PCB板费用，元器件费用。
仪器，工具等。
*PCB贴片单片价格，按照0.016元/点计算，200个点。
0.016×180=2.88元，最低费用3000
元。
也就是说，最少3000/2.88=1041台机器才合算。
*PCB测试，暂按照1元/片来计算。
*样机阶段贴片为手工贴片。
*开工一次性费用，量产平摊到每台成本中。
*随着量增加，每个单项实际价会随着量增加价格会有所降低。
目前暂按照同等价格计算。
*样机不计认证费用。
*以上费用都是暂且估算，实际以和合作方洽谈计算。
4.3.3接收端成本
接收端成本如下附表：
评估项
开工
单价（按样机100
单价（按1000
单价（按10000
单价（按100000
费
台折算）（￥）
台折算）（￥）
台折算）（￥）
台折算）（￥）
物料，工程费用
2000
20
2
0.2
0.02
研发
0
0
0
0
0
人力成本
PCB物料
35
35
33
33
PCB工程费
300
3
0.3
0.03
0.003
PCB单板价格
0.55
0.55
0.55
0.55
PCBA
PCB贴片单片价
?
3
2.4
2.4
格
PCB测试
?
1
1
1
模具
0
0
0
0
0
整机
1
1
1
1
外壳
CCC认证（必选）
0
0
0
0
0
CE认证（看是否
0
0
0
0
0
认证
出口等，可选）
其他认证？
Qi认证（可选）
0
0
0
0
0
物流
整机成本（仅
59.55
42.85
38.18
37.973
CCC）
整机成本（含
59.55
42.85
38.18
37.973
CCC,CE,Qi）
附注：
*此表以RMB计算
*PCB板以25mm×25mm计算，PCB板价格=880/1600=0.55,880/平方米
*研发成本包括：
相关样机,PCB工程费，PCB板费用，元器件费用。
仪器，工具等。
*PCB贴片单片价格，按照0.016元/点计算，150个点。
0.016×150=2.4元，最低费用
元。
也就是说，最少3000/2.4=1250台机器才合算。
3000
*PCB测试，暂按照1元/片来计算。
*模具可以和发射端一起开，费用算在一起。
在此不计。
*外壳较小，暂以1元计算。
针对不同形态产品，外壳价格不一。
如果做进去和锂电池绑定在一起，则可以不计接收端外壳成本。
*认证费用和发射端是算在一起的，接收端成本以零计算。
*样机阶段贴片为手工贴片。
*开工一次性费用，量产平摊到每台成本中。
*随着量增加，每个单项实际价会随着量增加价格会有所降低。
目前暂按照同等价格计算。
*样机不计认证费用。
*以上费用都是暂且估算，实际以和合作方洽谈计算。
4.3.4
成本总计
4.3.4.1
单机整机成本（还不含公司运作成本和人力成本等）
单机整机成本计算：
10000mAh锂电池＋能量发射端（不含锂电池）＋能量接收端为：
￥72＋￥90＋￥38＝￥200
而市面上卖的品牌移动充电器10000mAh的价格可以卖到400左右，品牌无线充电器的价格
也可以卖到400以上，价格不等，甚至有800的，比如POWERMAT的。
所以说我们这个产品的价格优势就出来了。
以成本200来定价，有着非常大的价格优势。
4.3.4.2投入成本估算
以10000台机器计算为：
￥200×10000＝2,000,000
也就是10,000台机器的投入成本大概二百万元。
这是举例说明。
实际经营中，根据市场需求变化，客户要求等，产品形态相应变动，产品投入成本也会相应变化。
5.产业化成本估算
以公司成立初期一年内预计的规模计算。
公司成长后的产业化规模需要另外计算。
产业化成本包括公司运作成本和前述的产品投入成本。
其中公司运作成本分述如下：
公司运作包括注册，办公租赁，日常开销，差旅费等，市场营销等。
在第一款产品占领市场后，可以有后续相关产品开发，再考虑新的投入。
5.1公司日常维持成本
5.1.1注册，日常开销，办公租赁，水电等
按照100平方米规模，一年租金按照￥100,000计算（暂按照￥100,000计算），实际再做变动。
加日常开销，等等。
一共按照￥100,000计算。
5.1.2市场营销，策划，广告费用等
这里没有计入人员工资。
人员工资另计。
费用不详，暂以20,0000计算。
5.1.3差旅费等
有市场经营策划，销售渠道开拓，物流运输等。
不详，暂按照50,000计算。
5.1.4其他费用
5.2研发工程成本
分述如下：
5.2.1常用工具（万用表，电烙铁，工作台，电源拖线板等）
万用表从低档到高档，从几百到上万块钱的都有。
大概一两千的万用表就可以。
以2000计
算。
电烙铁等几百块钱左右，加其他比如放大镜，拖线板等，台灯。
总共以1000元计算。
这样常用工具以3000元计算。
5.2.2电脑
电脑以每台4000计算，为8人配备。
需要￥32,000。
5.2.3示波器
示波器按照功能等划分，价格从2万元到几十万元都有。
目前用于我们的设计的示波器不需
要高档的示波器，2万元左右的示波器就可以。
示波器成本以2万元计算。
5.2.4高低温箱
高低温箱大概￥10,000左右。
5.2.5静电测试仪器等
不详，暂以10,000计算。
5.3人力成本
人力资源主要包括以下成员，总计12个人。
估计人力成本大概￥
概￥120,000。
一年大概￥1,500,000。
分述如下：
10,000/月左右，一个月大
5.3.1管理层
对投资方负责，对产品策划等负责，对公司整个经营状况负责。
人员2人。
总经理1人，技术副总1人。
5.3.2研发和生产
承担项目开发任务，形成产品。
硬件工程师3人，测试工程师1人，生产工程师1人，结构工程师1人。
5.3.3市场和销售
市场工作主要是做市场策划，产品前期调研，产品竞争性分析。
最好有一定的技术背景。
销售工作主要是做拓展产品销售渠道，反馈客户需求。
市场和销售可以看情况，可以是同一个人，也可以不是。
暂定为
1人。
5.3.4前台出纳行政
1人
5.3.5财务
1人
5.3.6采购
1人
5.4前期项目预研开发投入成本
目前已经开发出一款样机，前期投入包括市场调研，样机研发生产，人力成本等。
样机研发工程成本大概花费￥5,000。
市场调研估计￥5,000。
人力成本以4个月2个人研发，共8人月计算。
大概￥100,000左右。
这样，前
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