1973年,全球第一部手機(jī)摩托羅拉DynaTAC 8000X亮相,重量接近1kg一半都是電池,充電十小時(shí),卻只能通話(huà)半小時(shí)。
今年6月,面向大眾群體的5G手機(jī)OPPO Reno4 Pro發(fā)布,僅172g,卻能“充電5分鐘,刷劇4小時(shí)”。
消費(fèi)者體驗(yàn)顛覆背后,續(xù)航充電技術(shù)迅猛發(fā)展,居功至偉。
除了早些年的電池變革外,實(shí)際上,對(duì)于充電速度提高的核心貢獻(xiàn),主要還是發(fā)生在近六年內(nèi):自2014年OPPO開(kāi)啟快充后,安卓系手機(jī)廠(chǎng)商持續(xù)發(fā)力快充,將2014年前的2.5W、5W的充電效率,逐步拉升到當(dāng)下65W的充電速度。開(kāi)篇所提的Reno4系列,就是這一速度的典型代表。
從進(jìn)化速度來(lái)看,這六年間,有線(xiàn)充電發(fā)展每年以10W左右的平均速度進(jìn)化,發(fā)展至此,容易讓人誤解是否充電已逐步觸及瓶頸,過(guò)了迅猛增長(zhǎng)期。但這兩天頭部廠(chǎng)商動(dòng)作正顛覆了這一認(rèn)知:
7月15日,OPPO 125W超級(jí)閃充亮相,有線(xiàn)充電速度躍升,與之一起走出實(shí)驗(yàn)室的,還有同樣提速的65W AirVOOC和兼具便攜的50W超閃餅干充電器、110W超閃mini充電器。此外,vivo、小米、realme也幾乎在同一時(shí)間官宣旗下百瓦有線(xiàn)充電技術(shù),并先后通過(guò)微博暗示即將在不久后商用,爭(zhēng)搶充電“新速度”的大戰(zhàn)已一觸即發(fā)。
雖然場(chǎng)景布局不及OPPO,但vivo、小米官宣了其百瓦有線(xiàn)充電效果至少在充電時(shí)間上不弱于OPPO。這也就是說(shuō),百瓦快充已經(jīng)有望成為手機(jī)行業(yè)充電“新常態(tài)”,這也讓2020年成為手機(jī)快充發(fā)展史上一個(gè)特殊的存在:以“飛躍”來(lái)說(shuō)也不過(guò)分。
為何手機(jī)廠(chǎng)商們突然不謀而合,在充電提速上如此激進(jìn)?
5G高耗電,再破需求天花板
早有研究表明,5G終端耗電飆升。
首先,5G通信本身所要求的Massive MIMO技術(shù),會(huì)增加天線(xiàn)、功率放大器數(shù)量,這直接增加功耗,在5G發(fā)展初期,當(dāng)基站網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足時(shí),頻繁搜索信號(hào)會(huì)進(jìn)一步加劇這一問(wèn)題。
小米中國(guó)區(qū)總裁盧偉冰也曾在微博中提到,如果5G旗艦手機(jī)5G網(wǎng)絡(luò)全開(kāi),功耗將會(huì)高出4G手機(jī)約20%。
不止如此,為了發(fā)揮5G高帶寬低延時(shí)的特性,手機(jī)在芯片、屏幕等硬件方面也需要做相應(yīng)升級(jí),這一進(jìn)步提升了功耗。以屏幕為例,據(jù)CSDN數(shù)據(jù),當(dāng)屏幕以2560X1440(577ppi)的分辨率運(yùn)行時(shí)屏幕功耗為10.247W,相比1280X720(144ppi)分辨率功耗高出87.3%。
正是基于這種考慮,手機(jī)廠(chǎng)商們紛紛在5G旗艦手機(jī)上升級(jí)充電速度。如小米10 Pro、華為Mate X上分別支持了50W、55W有線(xiàn)快充;耗電量更高的5G電競(jìng)手機(jī)黑鯊3不惜成本搭載65W快充。而對(duì)于充電技術(shù)積累更深的OPPO,則將65W SuperVOOC全面鋪開(kāi),在Ace系列、Find X2、Reno4系列上全線(xiàn)標(biāo)配,使65W走入民間。
65W對(duì)于當(dāng)下5G手機(jī)確實(shí)夠用。但放眼5G未來(lái)卻還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,因?yàn)槟壳?G應(yīng)用發(fā)展還處于初期,5G應(yīng)用生態(tài)仍待破繭而出,當(dāng)AR、VR、云游戲等高功耗應(yīng)用真正跑起來(lái)時(shí),手機(jī)軟硬件才開(kāi)始長(zhǎng)時(shí)間、滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),這時(shí)耗電量將激增。但這才是5G成熟后的消費(fèi)者手機(jī)使用的常態(tài)。
5G萬(wàn)物互融場(chǎng)景也必須納入考量。除了通訊外,手機(jī)連接的可穿戴設(shè)備、日常消費(fèi)電子設(shè)備數(shù)量都將增多,光手機(jī)保持藍(lán)牙開(kāi)啟狀態(tài)一項(xiàng),就需要消耗更多電量,同時(shí)很多應(yīng)用還需要頻繁調(diào)用GPS支持。據(jù)研究顯示,僅來(lái)自于GPS芯片的計(jì)算工作和加速劑陀螺儀等的支持工作功耗也在50mW左右。
回望歷史,快充迅猛發(fā)展正始于4G,這并非巧合,通信換代賦能手機(jī)應(yīng)用的同時(shí),也讓手機(jī)耗能痛點(diǎn)更加明顯,解決痛點(diǎn)是快充的生命之源。而這次5G新場(chǎng)景、新痛點(diǎn)來(lái)臨,也將為快充的第二次生命。
速度陡增下,難度陡增
從今天OPPO閃充發(fā)布會(huì)上實(shí)測(cè)來(lái)看,125W超級(jí)閃充效率之高再次顛覆認(rèn)知。
但實(shí)際上,充電速度的增加并非表面上那么簡(jiǎn)單,一方面是技術(shù)方案本身如何達(dá)到更高速率,另一方面是,以走出實(shí)驗(yàn)室為標(biāo)準(zhǔn),速度背后還有多個(gè)緊箍咒,安全、溫度控制都必不可少。
從技術(shù)方案來(lái)看,無(wú)論是目前的高電壓方案,還是高電流方案,都已經(jīng)達(dá)到目前電池可承受能力的上限。想提升速率,必須對(duì)電池和方案本身再做思考。
從OPPO、vivo百瓦充電方案來(lái)看,6C電池的引入解決了第一個(gè)問(wèn)題。相較于此前的3C電池,6C電池本身可承受最大電流翻番,這一如當(dāng)時(shí)OPPO首次將GaN商用一樣,采用關(guān)鍵元件,打破門(mén)檻成為了速率提升的“敲門(mén)磚”。
但電池引入并不能解決所有問(wèn)題,快充是一個(gè)從充電頭、充電線(xiàn)、手機(jī)端的整體系統(tǒng)問(wèn)題,歸根結(jié)底還是看各家具體設(shè)計(jì)思路。
以O(shè)PPO為例,延續(xù)此前直充串聯(lián)雙電芯方案,再做創(chuàng)新,在雙6C電池基礎(chǔ)上采用多極耳技術(shù),讓極耳幾乎無(wú)處不在,電荷的運(yùn)動(dòng)路徑成倍的縮短,進(jìn)一步降低電芯阻抗;與此同時(shí),為達(dá)成最高效率,采用轉(zhuǎn)換效率高達(dá)98%的并聯(lián)三電荷泵方案,將適配器輸出的20V 6.25A功率降壓轉(zhuǎn)換成10V 12.5A進(jìn)入電池。
OPPO這一方案的好處還在于,每個(gè)電荷泵只需要轉(zhuǎn)換大約42W左右的功率,有效避免了大電流造成的電荷泵過(guò)載、過(guò)熱的情況。
說(shuō)到發(fā)熱,這一從技術(shù)原理就難以回避的充電大難題,在功率上升到百瓦以上,更加凸顯出來(lái),這也是消費(fèi)者使用感受的關(guān)鍵考量。如果溫度超過(guò)40度,消費(fèi)者會(huì)在充電中明顯感覺(jué)到燙手,這樣體驗(yàn)就無(wú)從談起。
在發(fā)布會(huì)上OPPO首席閃充科學(xué)家張加亮提到,如果在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中適當(dāng)放開(kāi)溫控,OPPO閃充技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)最快13分鐘充滿(mǎn),但OPPO嚴(yán)控溫度,在原有的4顆溫度傳感器基礎(chǔ)上又新增了10顆溫度傳感器,隨時(shí)雙向通訊調(diào)節(jié)電壓電流以控制發(fā)熱,最終在全程不超40度的溫控,依舊做到了20分鐘完全充滿(mǎn)。
實(shí)際上,OPPO獨(dú)特的直充雙電芯底層方案,也為其提升AirVOOC速度建立了大前提。這次OPPO就采用了將40W線(xiàn)圈和25W線(xiàn)圈并聯(lián)的方式達(dá)成了從40W無(wú)線(xiàn)充電向65W無(wú)線(xiàn)充電的躍升,使得無(wú)線(xiàn)達(dá)成了媲美有線(xiàn)的速度,而且手機(jī)溫度不到40度。
無(wú)線(xiàn)上的提速,實(shí)際上破解了無(wú)線(xiàn)充電“慢”的原罪,實(shí)際上達(dá)成了消費(fèi)者更多場(chǎng)景下碎片化時(shí)間的利用,比如開(kāi)車(chē)時(shí)、機(jī)場(chǎng)候機(jī)時(shí),讓充電面向未來(lái)再走一步。
發(fā)布會(huì)上張加亮甚至透露了OPPO還有單線(xiàn)圈無(wú)線(xiàn)方案,并不排除未來(lái)將220V交流電直接轉(zhuǎn)換成磁能以達(dá)成更高無(wú)線(xiàn)充電速率。
因時(shí)而變,充電沒(méi)有天花板
充電,作為與移動(dòng)設(shè)備與生俱來(lái)的問(wèn)題,是消費(fèi)者體驗(yàn)的剛需。它不消失也不存在天花板,只有暫時(shí)的滿(mǎn)足,與科技發(fā)展程度密切相關(guān)。
比如在快充出現(xiàn)之前,消費(fèi)者雖然深感充電時(shí)長(zhǎng)之痛苦,卻習(xí)慣于隨身攜帶充電寶。直到OPPO R7“充電5分鐘,通話(huà)2小時(shí)”改變了人們對(duì)于充電的認(rèn)知。
當(dāng)然這也要得益于廠(chǎng)商敢于獨(dú)立思考,搶先打破思維上的天花板。這在當(dāng)時(shí),就像OPPO敢于打破高通、聯(lián)發(fā)科所壟斷的共通性高壓低電流方案,開(kāi)創(chuàng)低壓高電流解決方案。
再比如當(dāng)行業(yè)普遍基于單電芯快充思考遭遇又一次天花板時(shí),消費(fèi)者似乎也習(xí)慣于停留于30W以下的充電速度,但當(dāng)OPPO敢于打破慣性率先采用雙電芯方案,將充電速率翻番時(shí),消費(fèi)者習(xí)慣又再次改變。來(lái)自Ace用戶(hù)數(shù)據(jù)顯示,相較于以往的晚上充電,碎片化充電已經(jīng)成為新習(xí)慣,這種用了就回不去誕生了新需求。
如今面對(duì)5G未來(lái)更大的變化,充電科技再次先行,讓技術(shù)驅(qū)動(dòng)需求更加明顯。速度之外,兼容、超小充電頭方向的努力也是其一。
可以預(yù)見(jiàn)的是,未來(lái)隨著5G萬(wàn)物互融的展開(kāi),每個(gè)消費(fèi)者身邊的電子產(chǎn)品都將指數(shù)增長(zhǎng)。那時(shí),不止是電量有焦慮,倘若還以現(xiàn)在每個(gè)電器一個(gè)原裝充電頭,那紛繁復(fù)雜地充電頭管理也將成為新痛點(diǎn)。
像OPPO 50W超閃餅干充電器、110W超閃mini充電器這樣可以同時(shí)為其它電器提供高速率充電的便攜設(shè)備,無(wú)疑將讓“一頭充所有”、“一頭走天下”成為新習(xí)慣。
充電雖然是個(gè)老議題,但只要消費(fèi)者需要手機(jī)一天,這一技術(shù)都將獲得持續(xù)生命力。對(duì)于手機(jī)廠(chǎng)商來(lái)說(shuō),讓“消費(fèi)者充電更輕松”這一使命,值得長(zhǎng)期思考。
5G時(shí)代是技術(shù)驅(qū)動(dòng)需求的時(shí)代,5G更高速率,更大數(shù)據(jù)量的交互,以及面向5G的更多基礎(chǔ)技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步,將為更多新技術(shù),新體驗(yàn)的誕生帶來(lái)更為巨大的想象空間,原本4G時(shí)代似乎已經(jīng)到頂?shù)膭?chuàng)新能力,將在5G時(shí)代的環(huán)境之下再次破圖,煥發(fā)新的生機(jī)。
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