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5G拉高4G时代技术创新天花板手机充电成为首个代表

作者:ca88  来源:ca88游戏官网  时间:2020-07-16 16:46  点击:

  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,却只能通线G手机OPPO Reno4 Pro发布,仅172g,却能“充电5分钟,刷剧4小时”。

  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W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。

  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mAh 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。

  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W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G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。

  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。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。

  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。

  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W线W无线W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。

  发布会上张加亮甚至透露了OPPO还有单线圈无线V交流电直接转换成磁能以达成更高无线充电速率。

  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,通线小时”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。

  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,那纷繁复杂地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。

  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破图,焕发新的生机。

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