cookieOptions = {...}; ‧ 不談電池,我們從充電裝置端談了談快速充電 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

3S MARKET

2016年6月17日 星期五

leiphone 張抗抗


快速充電
作為電池續航不足的一種解決方案,得到廣泛的關注。

快充技術涉及到兩大模塊:一是充電裝置,包括充電頭、充電線、手機集成電路(IC)及算法;二是電池本身。可以這麼說,電池本身的性質決定了快充的潛力,而充電裝置的優劣就在於挖掘潛力的深與淺。

不谈电池,我们从充电装置端谈了谈快速充电

換句話說,電池本身的性質是「本質」,如果電池技術得到了長足進步,那麼續航問題就迎刃而解。但電池技術受限於物理與化學邊界,想進步不是那麼簡單的。於是,各大手機廠商的快速充電技術主要是指充電裝置上的創新。

充電裝置端的快充技術
無論是OPPOVOOC快充技術,還是高通的Quick Charge2.0技術,都屬於充電裝置端的快充技術,其本質都是:在一定的限制條件下,盡可能地提高到達電池的電壓/電流。


一定的限制條件: 對於手機電池來說,限制條件主要是安全性條件與耐久性條性。所謂安全性,就是指充太快也不要爆炸;耐久性條件,就是指充太快會使壽命衰減,但不要衰減得太快,至少能用一年。

 盡可能地提高到達電池的電壓/電流:OPPO的快充宣傳強調「低電壓高電流」,這會帶來誤導:感覺像是在說快充分為兩派,一是提高電流派,二是提高電壓派一樣。而實際上,我們可以將電池簡單地看成一串電阻與電容的組合,任意時刻下電壓是電流的單值函數,是一一對應的。

充電裝置端的兩種技術路線
那麼,OPPO所謂的「低電壓高電流」是忽悠人嗎?也不盡然,那只是營銷時的一種口號罷了。我們都學過焦耳定律,發熱功率 = 電流的平方 * 電阻。當快速充電時,發熱功率就會過大,充電線、充電線兩端的接口都會受不了。怎麼才能把發熱功率降下來呢?為瞭解決這個問題,技術路線分成了兩派:

1) 降電阻派 也就是OPPOVOOC技術,大概思路就是把充電線加粗、充電線纜線路由普通的4針或5針擴充為7針等。線粗了、截面積增加了,電阻降低了,發熱量也就降低了。

2降電流派 充電功率 = 電流 * 電壓,如果要降電流,那就要升電壓。在充電頭處升完電壓之後,在手機集成電路再降下來,充給電池。這和咱們國家的「特高壓」輸電工程的思路是一致的,這也就是高通的Quick ChargeMTK PEP


從電壓的角度來對比一下傳統慢充、降電阻快充技術與降電流快充技術,如下圖所示。

不谈电池,我们从充电装置端谈了谈快速充电

a) 傳統慢充技術中,充電頭將220V降低到5V,通過充電線傳輸到手機的降壓電路,將電壓降低到3.3V-3.6V後再給電池充電。

b) 降電流快充技術中,充電頭將220V降低到9-12V左右,充電線電壓高、電流低、發熱小,再通過手機的新式降壓電路(例如高通的Quick Charge技術),將電壓降低到3.3V-3.6V再供給電池。

c) 降電阻快充技術中OPPO在充電頭環節就把電壓直降到3.3V-3.6V,充電線電壓低、電流大,但由於線粗電阻小,發熱也小。這樣,手機端就不需要再次降壓(圖中是虛線),而可以直接供電給電池。

兩派各有所長,OPPO的降電阻派的技術思路簡單,研發週期也短,但問題在於充電頭與充電線不兼容。如果OPPO派的快充得以發揚光大,從此除了蘋果、安卓充電頭之外,又多了一個OPPO充電頭。


Quick Charge等的降電流派的優點,就是與現有的USB頭與線香容。不僅與現有的兼容,還與下一代USB接口USB Type C接頭相容。

不谈电池,我们从充电装置端谈了谈快速充电

OPPOVOOC接口與USB Type C是不相容的,那就說明這種特立獨行的充電技術,充電頭、充電線、充電介面都不能通過規模化來降低成本。那麼,當USB Type C介面的降電流派的快充技術也普及的時候,OPPO能不能扛得住不放棄自己的VOOC技術呢?

為什麼充電裝置的快充直到最近才進展飛速?
通過以上分析,我們可以發現,快速充電也不是什麼了不起的技術。本質上來說,電池並沒有什麼進步,只不過廠商開始在充電裝置上花功夫了,開始挖掘潛力了而已。那麼問題來了,為什麼是現在,而不是幾年前?我想有三個方面的原因:

1、手機市場競爭激烈
對於每個廠商來說,手機市場已經不再快速增長,如果要保持原有的市佔率必須在品牌與功能上進行差異化競爭。什麼VR功能、3D掃描功能,估計不出幾年,都會加入到手機功能中去。對於快速充電這樣一個還算比較必需的功能來說,各廠商自然也不會放過。也許過一兩年,這會成為手機的標配功能。

2、電池廠商的電池質量趨於穩定
筆電與手機催生了鋰電池的第一個春天,性能與成本達到商用化的水平。光伏產業與電動汽車產業使鋰電池的產業地位,又上升一個檔次,蘊育了一批具備一定技術水準,與製造水準的電池廠商,從魚龍混雜、野蠻生長的狀態中脫穎而出。

這些電池廠的電池品質趨於穩定,安全性、一致性都比較好,電池的監管也日趨嚴格,這成為了快速充電技術發展的基礎條件。

也就是說,在以前魚龍混雜的狀態下,是沒有手機廠商願意冒著爆炸的風險去量產快速充電技術的,得不償失。

3、手機廠商具備規模,具備一定的研發實力

智慧手機是一個歷史大機遇,老的手機廠商倒下了一批:諾基亞、西門子、夏普等。浴火重生中,一批陸製手機廠商站了起來,從一開始的「組裝廠」發展到今天,完成了資本的積累與人才隊伍的建設,具備一定的研發實力,這也是研發快充技術的基礎。

                                                                                                                                                                                                                            

0 意見: