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  • 你有低电量焦虑症吗?

    镁客请讲
    2018-11-17 11:48 Lynn 镁客网

    快充技术的有趣之处就在于,在技术上它是不完美的,而在用户端,这样的完美是存在的。

    两年前,LG 做了一次调查,得出的分析称有90%以上的人会因为手机没电感到焦虑,有 41% 的人会因为手机快没电错过重要电话,而 17% 的男性则很容易因此而失约。为此,LG把这种症状命名为“低电量焦虑症”(low battery anxiety)。

    网红快充

    很多人并不自觉,但手机与安全感之间的联系确实变得越来越紧密,“只要手机充满电,人生就有安全感”也在坊间广为流传。

    确实如此,生活中,当我们看见手机电量不足时,第一反应是会莫名的着急,有人担心错过重要电话,有人纯粹因为手机快没电而感到身体的不适。因此,为了充电我们会选择在就近的餐馆或咖啡厅非理性消费一下,找寻共享充电宝设施,甚至开口向陌生人借充电宝。

    在这样的时代背景下,人们给出了自然的反馈,“低电量焦虑”也催生出了种种商机。自然而然,“如何随时随地补充手机电量?如何在喝杯茶的功夫就充上大半格的电?”这些问题让充电发展成了人们的刚需。因此,充电宝产业长盛不衰,而网红“快充技术”(现在强调无线快充)也成为手机厂商的一大卖点,并有着持续不断的生命力。

    越来越刚需的快充,它真的伤害电池吗?

    发展至今,快充俨然已经成为手机的标配,并独具它自己的技术特色。

    但对于作为用户的我们而言,最真实的感受莫过于手机充电时发的热。毫不夸张的说,有些型号的手机甚至可以在冬天用来捂手。因此,快充缓解了众人低电量焦虑的同时,也诱发了人们对手机发热的担忧,即它是否会伤害电池甚至是手机。

    理想状态下,只要正负极材料的化学结构基本不发生变化,电池充放电的可逆性很好,锂离子电池就能保证长时间循环,寿命也得以保证??焖俪涞缧枰Vわ胱涌焖俚拇诱冻霾⒖焖俚那度敫杭?,不能造成锂离子的沉积。

    但是快充状态下,电流不可避免的会增大,电极负极(石墨)表面的一层半透膜 (SEI 膜)会有一定程度的破裂,使电极材料和电解液相互反应,另外温度升高也会让电池内部发生副反应破坏电池上的化学物质,导致可逆性降低,电池容量也就会不断的减少,因而也就会让电池寿命减短。

    不过这里面有回旋的余地。在电路可承受范围内,充电过程对电池的影响还不足以构成威胁,各大手机厂商利用的恰好就是这样的特性。如对于一般的3000mAh电池来说,1C充电,理论上1h就可以充满,这就属于快充的范畴。现在一般情况下,电流为3A,而这在电池可以承受的范围内。

    网红快充

    平衡技术与需求,快充四大流派诞生

    电池的核心是锂离子,各类锂电池本身的性能没有明显差别,想要优化用户的体验,大多数厂商首先想到的只有“开源”和“节流”。所谓开源,即提升电池容量,而节流则是降低手机功耗。前者是手机厂商在操心的事情,而后一方法的重任则落在了芯片厂商身上。但这两种办法都并非优?。嚎词票匾哟蟮绯爻叽?,这是手机便携性所不允许的;而随着智能手机功能越来越丰富,节流的技术难度也越来越高。

    开源节流都走不通,厂商就想到了一个曲线救国的方案:提高手机的充电速度,大幅压缩手机的充电时间,以此降低充电的时间成本,换取便捷性。

    网红快充

    2013年,高通率先推出快充技术(QuickCharge 1.0),利用精准的充电管理芯片实现了智能高效充电。随后快充热潮迅速兴起,联发科推出了自家的快充技术Pump Express,OPPO也随之推出了自主研发的VOOC闪充技术,而其中让人印象深刻的是“充电五分钟,通话两小时”的广告文案。

    在很长一段时间里,三家占据主要的市场的份额,但是彼时三家的快充技术解决方案的标准不同,相互之间存在严重的不兼容,因此兼容QuickCharge等协议USB 3.1 PD充电规范最终上线。

    后来,各类快充技术基本上都是在这四类技术协议之上做的优化,如三星FastCharge、华硕手机的快速充电,包括小米的快充,他们穿的是高通的马甲;魅族的mCharge穿的则是联发科PEP的马甲;即便苹果的快充技术也不是自己研发的,而是基于通用的USB PC 3.0标准。

    从卖点走向标配后,被华为再次拎起的快充

    从技术角度来看,市面上各类快充的充电模式都可以归结为两种模式:高电压高电流模式和低电压高电流模式。高通利用技术上的优势实现了高电压高电流模式,即基于芯片设计层面提出了解决方案;而OPPO退而求其次,它基于充电器端提供了解决方案,采用的是低电压高电流模式。

    快速充电技术是一个复杂的能量转移过程,在产品实现过程中,这一过程涉及到充电器、电路、电池和电源管理系统等环节。而提高充电速度的本质是提高功率P,在电学中有个权威但也为大家熟知的公式:P(功率)=U(电压)I(电流),因此提升功率无外乎两种方式:提高电流或者提高电压,因此这也就是市面上解决方案的来源。

    今年,作为第一个提出无线快充的厂家,华为完成了快充技术上的革新。在Mate 20 Pro现场的欢呼和掌声中,它把快充这一刚需升级了,不仅将有线快充功率提升两倍至40W,还官宣了无线快充。

    但在快充俨然成为标配技术的同时,人们也容易忽视华为此次革新背后的艰辛。为了说清楚华为这一技术牛在哪里,华为手机产品线副总裁李小龙还特意在微博上发布了一篇长文。

    网红快充

    他指出,若只是单纯去提升功率,这并不难。在产品实现中,快充技术难就难在要平衡好充电速度、手机发热、安全、电池容量和寿命等各项指标。

    李小龙解释说:“我们这次发布的40W超级快充,在手机内部使用了电容充放电1/2分压电路,就是俗称的电荷泵降压电路,这种降压方式最大的优势就是电压转换效率非常高,接近100%,几乎没有能量损失,并且搭配我们的40W充电器(采用了高效的转换电路),发热问题也得以控制。”

    从有线到无线,李小龙也指出,这一过程的难点在于转换效率低且更容易发热。“我们这次巧妙借用了上面提到的电荷泵降压电路,充电线圈整流滤波之后不经过DC/DC电压转换直接经过电荷泵给电池充电,减少了中间环节提高了充电效率,可以用更大的功率给电池充电。由于电荷泵不支持调节电压,这就需要依靠无线充电线路部分的精确调压能力以及充电盘和手机之间的可靠性的通信能力协同工作才能实现高速无线充电。”

    最后

    在享受快充技术带来的福利的同时,我们也需要看见技术的A面与B面。一般情况下,快充方案都会有关于电池的温度监控方案,因在加大电压的同时不可避免的就是温度的升高。如果你在使用高通快充技术的同时玩大型游戏,这时由于芯片控制,限制外加电压,保证手机不会严重发热,充电效率必然会下降。

    因此,研发快充技术的有趣之处就在于,在技术上它一定没有完美的解决方案,而在用户端,这样的完美是存在的。亦如李小龙所言:“我们认为用户最关心的就是充电前30分钟的充电速度,后段慢一点其实对使用影响不大,不过电池续航一定得够用。”

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