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待機時間短一直是現(xiàn)在手機的一個痛點
今年的手機技術(shù)發(fā)展迅猛,超高屏占比的全面屏技術(shù)、3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)、屏下指紋技術(shù),所有的技術(shù)研發(fā)都是在提高手機的產(chǎn)品使用體驗。然而,手機待機時間一直不夠用,一天充幾次,一次充1個多小時,這個痛點解決起來卻沒有想象的那么容易。
電池容量一直是痛點
要想提高手機的電池使用時間,在功耗不變的情況下,眼下只有兩條路,提高電池容量或者改變電池材料的成分。
提高電池容量這個相對好做一些,不少旗艦手機已經(jīng)把電池容量提升到4000mAh,甚至有手機提供5000mAh的電池容量,電池容量大了,手機續(xù)航時間就多,但是同時帶來了手機尺寸、厚度變大的問題。如果你拆開一個手機看一下結(jié)構(gòu),現(xiàn)在機內(nèi)絕大部分位置都讓給了電池,手機的研發(fā)設(shè)計師們是絕對不能接受好不容易從各處摳下來的厚度,因為電池又變回去了。所以,一味增加電池容量方法并不可取。
改變電池材料,提高單位體積的能量密度,在相同體積下獲得更大的電池容量。這條路其實也挺難的,電池畢竟是一個化學反應(yīng)的材料,目前的鋰電池技術(shù)還沒有更多的突破,而燃料電池,氫電池在汽車上都還沒商用化,更別說手機上了,所以電池材料研發(fā)要出成果,還需要時間等。
那如果降低手機整體功耗呢?可以。但再節(jié)省下來的功耗,也是杯水車薪,意義不大。
加快充電時間,閃充技術(shù)應(yīng)運而生
既然電池容量無法突破,那我們換個思路,解決充電效率問題。
最讓大家耳熟能詳?shù)木褪恰俺潆?分鐘,通話2小時”這句廣告語了。2014年3月,OPPO發(fā)布Find 7時,首次推出了VOOC閃充技術(shù),可以把Find 7 3000mAh的電池在30分鐘內(nèi)沖到75%,解決了用戶的待機焦慮癥。隨后高通等芯片廠商也推出了QC1.0等電池快充技術(shù)。
從此,閃充技術(shù)成為了一個新的課題領(lǐng)域,而閃充這個詞也被大家當成了快速充電技術(shù)的一個統(tǒng)稱,其實就是從OPPO的VOOC閃充中來的。這就好像微單這個詞是索尼發(fā)明的,但后來所有的這類相機大家都統(tǒng)稱微單,而不再叫單電相機道理一樣。
然而快速充電技術(shù)也是分流派的。要想提高單位時間充電的功率,要么提高電流,要么提高電壓。但哪條路也都不好走。
高電壓低電流方案,提高電壓,可能會造成電池里面電極長晶體,刺穿電池里面的分層薄膜,電池就壞掉了。這個方案以高通QC為代表,比如9V2A、12V2A,可以提供24W左右功率。
低電壓大電流方案,提高電流,可能會分解電解質(zhì)有氣體產(chǎn)生,電池可能會鼓包。這個方案以O(shè)PPO為代表,主流手機廠商都在使用。比如5V4A,5V4.5A,提供22.5W左右功率。
不過今年6月,OPPO又發(fā)布了超級閃充技術(shù),10V5A,達到50W的功率,官方宣稱35分鐘可以充滿一部手機。
超級閃充,35分鐘充滿一部手機
50W的功率,35分鐘充滿?手機不會爆炸么?然而并不會。
超級閃充是OPPO這次發(fā)布Find X時候推出的最新充電技術(shù),相比之前的閃充技術(shù),效能又提升了一倍。
以我們這次拿到的蘭博基尼版Find X為例,就搭載了超級閃充技術(shù)。超級閃充技術(shù)可不是簡單的把電電壓從5V提升到10V這么簡單。背后是一套從電池,到升降壓技術(shù),到充電器、線材選用的完整系統(tǒng)。
超級閃充技術(shù)充電更快
超級閃充的實現(xiàn)原理
前面也講到OPPO是低電壓大電流派,OPPO開始也考慮把提升電流到10A,電壓維持在5V,但大電流帶來的最大問題就是發(fā)熱,我們都知道發(fā)熱的功率和電流的關(guān)系是W=I2R,所以提升電流會帶來大約4倍的發(fā)熱,這個量級的發(fā)熱提升對于包括適配器、線材、接口、電池的整個充電電路來說是很嚴重的問題。以下電路知識太復(fù)雜,你可以直接跳過,只要記住超級閃充效能目前是最頂級的,這就夠了。發(fā)燒友可以繼續(xù)往下看。
所以,OPPO就改路到高電壓低電流派上,采用10V5A的技術(shù),但高電壓同樣對電池有結(jié)晶問題,會刺穿薄膜。于是OPPO工程師想出來了串聯(lián)電池這一招,也就是在手機內(nèi)部用兩塊1700mAh電池串聯(lián)起來,組成3400mAh電池。根據(jù)物理知識,串聯(lián)電路上,電壓減半,電流不變,10V電壓進來后,分到每塊電池上的電壓只有5V,而電流依然保持5A。避免了高電壓進入手機內(nèi)部再降壓的過程,避免了發(fā)熱和效率的損失。
由于兩塊電芯是串聯(lián)的,在電池放電的過程中,如果不做降壓處理,是無法直接給手機供電的。所以,支持超級閃充的手機版本中采用了定制的專用電荷泵(chargepump)降壓電路,可以將串聯(lián)雙電芯的輸出電壓減半,保證手機正常供電的電壓。
相比于一般的單電芯電池,得益于電荷泵降壓電路精準控制電壓,雙電芯的放電效率會更高,雙1700mAh既等效3400mAh電芯的電池放電量可以等同于約3500mAh到3600mAh容量單電芯的放電量。也就是雙電池之和大于同容量單電池的效能。
蘭博基尼版Find X 具有超級閃充技術(shù)
蘭博基尼版Find X充電實測
上面說了這么多理論解釋,不如我們實測一下數(shù)據(jù)結(jié)果。實驗中我們使用一部VOOC閃充技術(shù)的常規(guī)Find X和一部超級VOOC閃充技術(shù)的蘭博基尼版Find X進行充電對比測試,常規(guī)版Find X采用標配的閃充充電器,蘭博基尼版Find X采用超級閃充充電器。
我們先將兩部手機電量放光,進入到關(guān)機狀態(tài),插入各自的閃充適配器,開始錄制視頻,并每3分鐘采集一次數(shù)據(jù)。
我們來看超級閃充的數(shù)據(jù),前5分鐘的充電速度特別快,5分鐘可以充進去21%電量,10分鐘可以40%,也就是說,如果真有急事要著急出門,充個10分鐘,就可以管上半天的手機使用。
28分鐘可以充進93%的電量,在鈦媒體看來這是一個時間電量性價比最高的組合,可以等同于絕大部分充滿。
而之后電池進入一個放慢電流緩慢充滿的過程,這樣對電池本身也是一個保護。32分鐘時電量達到99%,34分12秒最終充滿,可以看到最后這1%的電量用時2分鐘。
作為對比測試的普通VOOC閃充版本Find X此時充進的電量是58%。
經(jīng)過鈦媒體的測試驗證,OPPO的超級閃充技術(shù)確實可以在35分鐘內(nèi)充滿一部手機。
總結(jié)
電池充電技術(shù)的發(fā)展還在繼續(xù),閃充技術(shù)的研究也不會就此停止。從2014年Find 7系列開始采用第一代VOOC閃充技術(shù),現(xiàn)在全球已經(jīng)有超過9000萬的用戶在使用這一技術(shù)。
而基于閃充技術(shù)的車載充電器、充電寶和相關(guān)配件的發(fā)明,閃充技術(shù)的使用環(huán)境更加寬廣。而“充電5分鐘,使用一整天”的夢想也并不是遙不可及,這天很快也會到來。(本文首發(fā)鈦媒體,作者/項歐,編輯/項歐)
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