闪充|划时代闪充技术诞生 “万物无线快充”还会远么?

_原题为 划时代闪充技术诞生 “万物无线快充”还会远么?
1973年 , 全球第一部手机摩托罗拉DynaTAC 8000X亮相 , 重量接近1kg , 一半都是电池 , 充电十小时 , 却只能通话半小时 。
今年6月 , 面向大众群体的5G手机OPPO Reno4 Pro发布 , 仅172g , 却能“充电5分钟 , 刷剧4小时” 。

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消费者体验颠覆背后 , 续航充电技术迅猛发展 , 居功至伟 。
除了早些年的电池变革外 , 实际上 , 对于充电速度提高的核心贡献 , 主要还是发生在近六年内:自2014年OPPO开启快充后 , 安卓系手机厂商持续发力快充 , 将2014年前的2.5W、5W的充电效率 , 逐步拉升到当下65W的充电速度 。 开篇所提的Reno4系列 , 就是这一速度的典型代表 。
从进化速度来看 , 这六年间 , 有线充电发展每年以10W左右的平均速度进化 , 发展至此 , 容易让人误解是否充电已逐步触及瓶颈 , 过了迅猛增长期 。 但这两天头部厂商动作正颠覆了这一认知:
今天(7月15日) , OPPO 125W超级闪充亮相 , 有线充电速度跃升 , 与之一起走出实验室的 , 还有同样提速的65W AirVOOC和兼具便携的50W超闪饼干充电器、110W超闪mini充电器 。 此外 , vivo、小米、realme也几乎在同一时间官宣旗下百瓦有线充电技术 , 并先后通过大佬微博方式暗示即将在不久后商用 , 争抢充电“新速度”的大战已一触即发 。

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这一“新速度”到底有多快呢?以发力场景非常全面的OPPO为例:
125W超级闪充 , 5分钟可将等效4000mAh电池能量的手机充至41% , 20分钟充满 , 同时保证机身温度始终不超过40度;
65W AirVOOC , 在充电效率上与此前商用的超快65W有线充电速度不相伯仲 , 5分钟可将等效 4000mAh 电池能量充至 25% , 30分钟充满:
并且百瓦速度还不只限于OPPO自有私有协议 , 此次OPPO 125W充电头可兼容主流第三方协议 , 即便是110W mini闪充也可以提供110W PPS、65W PD的兼容 。
虽然场景布局不及OPPO , 但vivo、小米官宣了其百瓦有线充电效果至少在充电时间上不弱于OPPO 。 这也就是说 , 百瓦快充已经有望成为手机行业充电“新常态” , 这也让2020年成为手机快充发展史上一个特殊的存在:以“飞跃”来说也不过分 。
为何手机厂商们突然不谋而合 , 在充电提速上如此激进?
5G高耗电 , 再破需求天花板
早有研究表明 , 5G终端耗电飙升 。
首先 , 5G通信本身所要求的Massive MIMO技术 , 会增加天线、功率放大器数量 , 这直接增加功耗 , 在5G发展初期 , 当基站网络覆盖不足时 , 频繁搜索信号会进一步加剧这一问题 。
小米中国区总裁卢伟冰也曾在微博中提到 , 如果5G旗舰手机5G网络全开 , 功耗将会高于4G手机约20% 。
不止如此 , 为了发挥5G高带宽低延时的特性 , 手机在芯片、屏幕等硬件方面也需要做相应升级 , 这一进步提升了功耗 。 以屏幕为例 , 据CSDN数据 , 当屏幕以2560X1440(577ppi)的分辨率运行时屏幕功耗为10.247W , 相比1280X720(144ppi)分辨率功耗高出87.3% 。
正是基于这种考虑 , 手机厂商们纷纷在5G旗舰手机上升级充电速度 。 如小米10 Pro、华为Mate X上分别支持了50W、55W有线快充;耗电量更高的5G电竞手机黑鲨3不惜成本搭载65W快充 。 而对于充电技术积累更深的OPPO , 则将65W SuperVOOC全面铺开 , 在Ace系列、Find X2、Reno4系列上全线标配 , 使65W走入民间 。

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65W对于当下5G手机确实够用 。 但放眼5G未来却还远远不够 , 因为目前5G应用发展还处于初期 , 5G应用生态仍待破茧而出 , 当AR、VR、云游戏等高功耗应用真正跑起来时 , 手机软硬件才开始长时间、满负荷运转 , 这时耗电量将激增 。 但这才是5G成熟后的消费者手机使用的常态 。
5G万物互融场景也必须纳入考量 。 除了通讯外 , 手机连接的可穿戴设备、日常消费电子设备数量都将增多 , 光手机保持蓝牙开启状态一项 , 就需要消耗更多电量 , 同时很多应用还需要频繁调用GPS支持 。 据研究显示 , 仅来自于GPS芯片的计算工作和加速剂陀螺仪等的支持工作功耗也在50mW左右 。
回望历史 , 快充迅猛发展正始于4G , 这并非巧合 , 通信换代赋能手机应用的同时 , 也让手机耗能痛点更加明显 , 解决痛点是快充的生命之源 。 而这次5G新场景、新痛点来临 , 也将为快充的第二次生命 。
速度陡增下 , 难度陡增
从今天OPPO闪充发布会上实测来看 , 125W超级闪充效率之高再次颠覆认知 。

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但实际上 , 充电速度的增加并非表面上那么简单 , 一方面是技术方案本身如何达到更高速率 , 另一方面是 , 以走出实验室为标准 , 速度背后还有多个紧箍咒 , 安全、温度控制都必不可少 。
从技术方案来看 , 无论是目前的高电压方案 , 还是高电流方案 , 都已经达到目前电池可承受能力的上限 。 想提升速率 , 必须对电池和方案本身再做思考 。
从已发布的OPPO、vivo百瓦充电方案来看 , 6C电池的引入解决了第一个问题 。 相较于此前的3C电池 , 6C电池本身可承受最大电流翻番 , 这一如当时OPPO首次将GaN商用一样 , 采用关键元件 , 打破门槛成为了速率提升的“敲门砖” 。
但电池引入并不能解决所有问题 , 快充是一个从充电头、充电线、手机端的整体系统问题 , 归根结底还是看各家具体设计思路 。
以OPPO为例 , 延续此前直充串联双电芯方案 , 再做创新 , 在双6C电池基础上采用多极耳技术 , 让极耳几乎无处不在 , 电荷的运动路径成倍的缩短 , 进一步降低电芯阻抗;与此同时 , 为达成最高效率 , 采用转换效率高达98%的并联三电荷泵方案 , 将适配器输出的20V 6.25A功率降压转换成10V 12.5A进入电池 。

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OPPO这一方案的好处还在于 , 每个电荷泵只需要转换大约42W左右的功率 , 有效避免了大电流造成的电荷泵过载、过热的情况 。
说到发热 , 这一从技术原理就难以回避的充电大难题 , 在功率上升到百瓦以上 , 更加凸显出来 , 这也是消费者使用感受的关键考量 。 如果温度超过40度 , 消费者会在充电中明显感觉到烫手 , 这样体验就无从谈起 。
在发布会上OPPO首席闪充科学家张加亮提到 , 如果在实验室环境中适当放开温控 , OPPO闪充技术可以实现最快13分钟充满 , 但OPPO严控温度 , 在原有的4颗温度传感器基础上又新增了10颗温度传感器 , 随时双向通讯调节电压电流以控制发热 , 最终在全程不超40度的温控 , 依旧做到了20分钟完全充满 。

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实际上 , OPPO独特的直充双电芯底层方案 , 也为其提升AirVOOC速度建立了大前提 。 这次OPPO就采用了将40W线圈和25W线圈并联的方式达成了从40W无线充电向65W无线充电的跃升 , 使得无线达成了媲美有线的速度 , 而且手机温度不到40度 。
无线上的提速 , 实际上破解了无线充电“慢”的原罪 , 实际上达成了消费者更多场景下碎片化时间的利用 , 比如开车时、机场候机时 , 让充电面向未来再走一步 。

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发布会上张加亮甚至透露了OPPO还有单线圈无线方案 , 并不排除未来将220V交流电直接转换成磁能以达成更高无线充电速率 。
因时而变 , 充电没有天花板
充电 , 作为与移动设备与生俱来的问题 , 是消费者体验的刚需 。 它不消失也不存在天花板 , 只有暂时的满足 , 与科技发展程度密切相关 。
比如在快充出现之前 , 消费者虽然深感充电时长之痛苦 , 却习惯于随身携带充电宝 。 直到OPPO R7“充电5分钟 , 通话2小时”改变了人们对于充电的认知 。
当然这也要得益于厂商敢于独立思考 , 抢先打破思维上的天花板 。 这在当时 , 就像OPPO敢于打破高通、联发科所垄断的共通性高压低电流方案 , 开创低压高电流解决方案 。
再比如当行业普遍基于单电芯快充思考遭遇又一次天花板时 , 消费者似乎也习惯于停留于30W以下的充电速度 , 但当OPPO敢于打破惯性率先采用双电芯方案 , 将充电速率翻番时 , 消费者习惯又再次改变 。 来自Ace用户数据显示 , 相较于以往的晚上充电 , 碎片化充电已经成为新习惯 , 这种用了就回不去诞生了新需求 。

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如今面对5G未来更大的变化 , 充电科技再次先行 , 让技术驱动需求更加明显 。 速度之外 , 兼容、超小充电头方向的努力也是其一 。
可以预见的是 , 未来随着5G万物互融的展开 , 每个消费者身边的电子产品都将指数增长 。 那时 , 不止是电量有焦虑 , 倘若还以现在每个电器一个原装充电头 , 那纷繁复杂的充电头管理也将成为新痛点 。
像OPPO 50W超闪饼干充电器、110W超闪mini充电器这样可以同时为其它电器提供高速率充电的便携设备 , 无疑将让“一头充所有”、“一头走天下”成为新习惯 。
充电虽然是个老议题 , 但只要消费者需要手机一天 , 这一技术都将获得持续生命力 。 对于手机厂商来说 , 让“消费者充电更轻松”这一使命 , 值得长期思考 。
【闪充|划时代闪充技术诞生 “万物无线快充”还会远么?】5G时代是技术驱动需求的时代 , 5G更高速率 , 更大数据量的交互 , 以及面向5G的更多基础技术的长足进步 , 将为更多新技术 , 新体验的诞生带来更为巨大的想象空间 , 原本4G时代似乎已经到顶的创新能力 , 将在5G时代的环境之下再次突破 , 焕发新的生机 。分页标题