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為什麼續航和快充不可兼得

圖文 更新时间:2024-09-18 11:56:02

為什麼續航和快充不可兼得?随着手機性能的不斷提升,對于快速充電的需求也與日俱增,今天小編就來說說關于為什麼續航和快充不可兼得?下面更多詳細答案一起來看看吧!

為什麼續航和快充不可兼得(離消滅電量焦慮還有多遠)1

為什麼續航和快充不可兼得

随着手機性能的不斷提升,對于快速充電的需求也與日俱增

2022年7月19日,iQOO發布了第一款突破200W功率快充的手機IQOO 10 Pro。從最初的5V1A充電,到如今的200W快充,峰值功率已經提升了40倍。

随着智能手機的普及,每天為手機充電成為了每個人的生活習慣。對很多人來說,充電器、充電寶就是現代生活中的最實際的安全感。

為了滿足5G、大屏幕以及處理器的負載要求,智能手機勢必要搭載越來越大容量的電池。但從目前來看,手機所搭載的電池容量,短時間内很難在能量密度無法突破的前提下實現大幅提升,原因是手機的體積重量無法再繼續增加。

此時,快充技術成為了各大手機廠商的救命稻草。

目前市售智能手機最大充電功率已超越百瓦

兩個流派,一個結果

2022年,主流的安卓旗艦手機幾乎都已達到100W以上的充電功率,可在20分鐘左右将一部手機從0充到滿電。通過縮短充電時長去減少“續航焦慮”,被普遍證明是行之有效的方案。然而想要實現快充,并不是簡簡單單,暴力提高充電頭功率這麼簡單。

由功率計算公式,P=UI,即功率=電壓×電流可知,想要提高充電功率,就要從提高電壓或者電流入手。

從最初的5V1A慢充,到如今的百瓦充電,手機充電領域經過了長時間的技術疊代。起初,由于廠商的技術路線選擇不同,自然分化成了低壓高電流和高壓低電流的兩個流派。

其中OPPO作為最早進入快充領域的廠商,也是那句“充電5分鐘,通話2小時”讓很多人對OPPO形成了最初的印象。其首款VOOC閃充在2014年發布的Find 7上實現,正是采用了低壓大電流充電的解決方案。

與之對應的,高通和早期的華為、小米,則選擇了高壓低電流的技術路線。

綜合來看,低電壓大電流的問題是對線材、接口有更高的要求。比較直觀的就是OPPO附送的充電線都比較粗,用以适配更大的電流。但缺點就是通用性較差,第三方充電器無法實現全速的快充。

反觀高電壓低電流的問題在于效率較低,發熱量較大,優點在于高通QC聯發科PE都是通用協議,因此兼容性相對較好。

然而随着技術的發展,随着雙電芯、電荷泵等解決方案的加入,以及人們對于手機快充峰值功率越來越高的要求。電流電壓二選一的技術路線已經不複存在,高電壓高電流成為了目前智能手機快充的共同選擇。

氮化镓充電器可以在較小的體積内實現大功率的輸出

木桶補齊,200W達成

手機充電的過程要經過三個主要的部件,分别是:充電頭、充電線和手機。這三者其中任意一個環節出現短闆,都會讓最終的充電功率下降,是木桶效應的典型體現。

充電頭想要實現高的功率并不難,難的是在合理的體積下,實現大功率和低發熱。目前最為主流的解決方式是使用氮化镓半導體材料去解決,雖然成本較高,但基本上能夠滿足充電頭的需求。

充電線線材方面目前來看不會成為充電閉環中的短闆,主要面對的問題是如何實現對于高電流線材的識别,防止電流過大燒毀設備。目前主流的辦法是在線材内内置E-marker,用來标記線纜的電力傳輸能力,這樣不合規的線纜就無法實現快充。

目前來看,快充要面對的主要問題,更多來自手機的内部同時要面對大電壓和大電流提出的挑戰。

針對大電壓,目前主要采用電荷泵降壓、串聯電芯分壓的方式解決。

電荷泵技術是利用電容作為儲能單元進行電壓變換,轉換效率可以從普通充電 IC 芯片的 89% 提升到 98% 左右,同時實現電壓減半、電流加倍的功能。而使用兩塊電芯串聯,根據串聯分壓的原理,可以直接将單塊電池的電壓降至一半。

另一方面,想要加大電流,就要靠提升電池放電倍率解決。放電倍率又稱C數,等于電池容量/1000,比如3000mAh的锂電池,5C等于5*(3000/1000)=15A放電電流。更大的放電倍率可以承載更大的充電電流。

目前主流的放電倍率大約在6C-8C,IQOO 10系列智能手機首發搭載10C電芯,單顆電芯預計可以承受最大20A的輸入電流,就是電芯在放電倍率上的又一次進步。

在以上種種充術逐個到位之後,快充,終于達到了如今200W的高度。

OPPO此前已經發布240W快充技術

體驗,不止于數字

綜合來看,随着快充技術不斷提升,智能手機的體驗也會越來越好。

此前在MWC2022上,OPPO已經發布了240W的閃充技術,可以在9分鐘内,将手機電力從0充至100%。這對于還保留睡前插上充電器,一充就是一宿的人來說,簡直是無法想象的速度。

另一方面,在充電體驗上。如今的充電頭正在普及氮化镓的技術,功率越來越高,體積保持小巧。對于出差旅行的場景,顯得尤為實用。

再有就是智能手機快充的普及,對于周邊設備會産生正向的影響。像是平闆電腦、筆記本電腦,本身都配有更大的電池容量,本身更加需要快充。再統一協議之後,都可以使用手機的充電器進行快速充電。這對于絕大多數出廠标配碩大的電源适配器的筆記本電腦,絕對是重大利好。

綜合來看,快充的高速發展是符合行業需求的配套升級,也是能夠給消費者帶來明顯體驗感受的顯性升級。在2022年年中這一時間點上,钛媒體App已經看到了智能手機行業“人均百瓦”的趨勢。當大部分手機都能夠在十分鐘内完成充電的時候,困擾現代人的“電量焦慮”将會不複存在。(本文首發钛媒體App,作者/吳泓磊,編輯/鐘毅)

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