Qi ja langaton lataus

Abstract

Opinnäytetyössä tutustuttiin langattoman latauksen historiaan sekä perehdyttiin Qi-standardin kehitykseen. Työn tarkoituksena oli tutustua langattoman latauksen erilaisiin käyttötarkoituksiin sekä tuoda esille tulevaisuuden käyttömahdollisuuksia. Tietoa haettiin pääasiassa verkkolähteistä.

Päivittäisessä elämässämme tarvitsemme akkukäyttöisiä laitteita niin paljon, että niitä täytyy myös ladata erittäin paljon. Tämän takia perinteisen langallisen latauksen rinnalle on tullut myös langaton lataaminen. Langaton lataus perustuu induktiolataukseen. Induktiolataus on tekniikka, jossa sähkövirta siirtyy sähkömagneettikenttien avulla. Langaton lataus on hyvä vaihtoehto langalliselle lataamiselle sen helppokäyttöisyyden takia. Lataaminen toimii asettamalla älykäs matkaviestin tai jokin muu langatonta latausta tukeva laite latausalustan päälle. Latausalustassa sekä ladattavassa laitteessa on omat kääminsä. Latausalustassa on lähettävä käämi ja ladattavassa laitteessa vastaanottava käämi.

Langaton lataus on myös standardoitu teknologia ja sen standardointia ylläpitää Wireless Power Consortium eli WPC. Standardin nimi on Qi. Standardista on julkaistu useita eri versioita: ensimmäinen versio 1.0 julkaistiin vuonna 2010 ja uusin versio 2.0 julkaistiin vuonna 2023. Viimeisin versio eli Qi2 onkin suuri edistysaskel langattoman lataamisen kehityksessä. Qi2 on vielä kaukana optimaalisesta, mutta sen perusta on hyvä ja tulevaisuudessa tekniikka tulee kehittymään entisestään.

Induktiolatausta hyödynnetään myös sähköautojen lataamisessa. Sähköautoihin on saatavilla latausalustoja, jotka tukevat induktiolatausta. Latausalustoja ei käytetä vielä kovin yleisesti niiden kalliiden hintojen takia. Hinta kasvaa jo pelkästään sen takia, että autoon tulee asentaa latausalustan kanssa yhteensopiva latauslevy. Latauslevyjä ei ainakaan vielä ole vakiovarusteena missään sähköautossa. Langattomia latausalustoja on tulevaisuudessa tulossa myös yleiseen käyttöön, esimerkiksi huoltoasemien ja ruokakauppojen parkkipaikoille. Induktiotiet tulevat myös lähitulevaisuudessa helpottamaan sähköautojen lataamista. Induktiotie on kulkuväylä, johon on asfaltin alle asennettu induktiolatausta tukevia käämejä. Induktiotie mahdollistaa siis sähköauton lataamisen myös ajon aikana.

The purpose of this thesis was to go through the history of wireless charging and the evolution of the Qi-standard. The objective of this thesis was to introduce different kinds of use cases of wireless charging and bring up possible use cases of the future. The information was mainly gathered using internet sources.

The need for frequent charging of our mobile devices has seen a huge increase in the last few years. To offer more ways to charge our devices than just traditional wired charging, wireless charging has been introduced as an alternative. In wireless charging, electricity is transmitted by utilizing electromagnetic fields. It is based on inductive charging. It has become popular because of its ease of use.

Wireless charging is also a standardized technology. The name of the standard is Qi. The newest version of the standard is Qi2 which is said to revolutionize the wireless charging of mobile devices.

Inductive charging is also used to charge electric cars by attaching a charging disk to the bottom of the car to connect to wireless charging pads and inductive roads. Inductive roads are passageways that have been equipped with inductive charging coils that are installed under the tarmac.