6 月 10 日消息，近日小米發(fā)布了 200W 有線充電和 120W 無(wú)線充電技術(shù)，讓手機(jī)有線充電時(shí)間殺入到了 8 分鐘內(nèi)。智東西作為少數(shù)業(yè)內(nèi)媒體受邀與小米快充工程師進(jìn)行了一次深入交流。
小米快充技術(shù)相關(guān)工程師更深層次地剖析了小米這次發(fā)布的充電技術(shù)，包括充電器件、電池材料、充電算法和架構(gòu)上的調(diào)整、優(yōu)化，并且對(duì)于快充技術(shù)未來(lái)的發(fā)展也給出了自己的判斷。
大功率充電和輕薄真的不可兼得嗎？
快充、大電量、輕薄似乎永遠(yuǎn)是相互矛盾的存在，而它們之間的權(quán)衡取舍，也能看出一個(gè)廠商側(cè)重什么樣的用戶體驗(yàn)。
雷軍和小米工程師們一致認(rèn)為充電、續(xù)航、輕薄三個(gè)方面都是手機(jī)非常重要的三個(gè)維度。
雷軍曾提到，充電速度跟電池的能量密度不可兼得，小米為了實(shí)現(xiàn)速度和輕薄相對(duì)平衡，將 10C 電池的能量密度做到了比較極致的狀態(tài)，盡可能降低“快充導(dǎo)致的能量密度降低”所帶來(lái)的影響。
小米工程師說(shuō)，雖然“輕薄”這兩個(gè)字很簡(jiǎn)單，但對(duì)工程師的要求非常高，這么大功率的快充技術(shù)堆疊到一個(gè)輕薄的手機(jī)上，需要把電池、散熱、堆疊都做好，這對(duì)所有的工程師和專家提出了更嚴(yán)格的挑戰(zhàn)，小米有一個(gè)專門的團(tuán)隊(duì)做極致堆疊設(shè)計(jì)。
提到輕薄，就要說(shuō)一說(shuō)續(xù)航，這次演示機(jī) 9mm 左右的厚度和 4000mAh 電池，顯然還有不小的提升空間。
小米工程師說(shuō)，小米有自己的續(xù)航和 DOU 模型，針對(duì)每一款機(jī)器做續(xù)航優(yōu)化都付出了很大努力。
除了手機(jī)的輕薄，充電器的便攜程度也很重要。小米工程師說(shuō)，通過(guò)新的氮化鎵技術(shù)，開關(guān)頻率比 120W 提高了一倍，很多儲(chǔ)能器件都可以用更小的。
另外小米用平面變壓器取代了傳統(tǒng)繞線的變壓器，200W 變壓器的體積比 120W 的更小，基本可以和 120W 做到相同的尺寸，據(jù)稱量產(chǎn)之后可能會(huì)更小。
快充未必傷電池，工信部 50W 無(wú)線充限制小米怎么看？
更高頻率的快充下如何保持電池使用壽命，是廠商們需要非常重視的一個(gè)問(wèn)題。
小米這次采用了 10C 石墨烯基的設(shè)計(jì)，讓電池具有較高電子傳導(dǎo)和離子傳導(dǎo)特性，小米為 10C 體系選用了穩(wěn)定性較高的正負(fù)級(jí)電池材料，搭配上為 10C 專門設(shè)計(jì)的一款電解液，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池材料更好的保護(hù)。
據(jù)稱，小米 200W 快充所使用的電池能滿足 800 次循環(huán)以后能量保持 80% 以上，而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是 400 次循環(huán)以后能量保持 60%。
充電的安全性一直是普通消費(fèi)者非常關(guān)注的。小米工程師說(shuō)，這次小米的 200W 快充從充電溫度、充電電壓、充電電流和充電協(xié)議四個(gè)維度進(jìn)行了防護(hù)，總共有 40 多重安全防護(hù)措施。
比如在主板設(shè)計(jì)方面，小米采用了獨(dú)立的 MCU 配合充電算法，當(dāng)發(fā)生通信異常、軟件死機(jī)等充電狀態(tài)異常時(shí)，MCU 就可以快速切斷大功率快充路徑。
小米在 Type-C 端口增加了一些耐腐蝕的銠釕合金材料，可以降低快充對(duì) Type-C 接口的腐蝕，另外小米在 Type-C 端口設(shè)計(jì)了過(guò)溫保護(hù)的檢測(cè)電路，檢測(cè)到充電端口溫度過(guò)高的時(shí)候能及時(shí)降低充電功率或者是切斷充電路徑。
另外就是電池本身，小米定制和開發(fā)了 10C 大功率快充的體系架構(gòu)，用上了快離子環(huán)的負(fù)極石墨，為鋰離子嵌入負(fù)極石墨提供了快速的通道，可以保護(hù)電池安全快充。
▲小米快充技術(shù)工程師
提到安全性，就不得不說(shuō)發(fā)熱，這次小米 200W 快充采用并聯(lián)式設(shè)計(jì)，電源轉(zhuǎn)換效率在 98.6%，據(jù)稱也是業(yè)內(nèi)最高的。在軟件方面采用了多級(jí)遞變的電流算法。
在 120W 無(wú)線充電技術(shù)中，小米在線圈上使用了最新的多股繞線的技術(shù)，把納米晶屏蔽材料做了優(yōu)化，保證大功率的時(shí)候效率不會(huì)損失。
在散熱系統(tǒng)方面，小米將一塊 VC 均熱板直接置于充電 IC 處，電池正面熱量通過(guò)鋁合金中框散開，背面熱量通過(guò)占手機(jī) 60% 以上面積的專門加厚的石墨片散開。據(jù)稱在這些技術(shù)和設(shè)計(jì)下，200W 充電的溫度跟 120W 其實(shí)是基本相同的水平。
目前，無(wú)線充電技術(shù)的快速發(fā)展也受到了國(guó)家工信部的關(guān)注，工信部前段時(shí)間發(fā)布了一個(gè)征求意見(jiàn)稿，對(duì)無(wú)線充電功率限制為不超過(guò) 50W，這一方面也是出于對(duì)充電安全的考量。
對(duì)此，小米工程師說(shuō)，工信部的動(dòng)作表明國(guó)家開始規(guī)范無(wú)線充電，這是一件好事。國(guó)家開始管控后，市面上的第三方配件產(chǎn)品會(huì)提升自身產(chǎn)品質(zhì)量，更好地控制輻射。
當(dāng)然，征求意見(jiàn)中的 50W 限制，小米還是覺(jué)得有些低，目前也在與工信部做積極的交流。但是小米工程師明確說(shuō)道，這個(gè)最終肯定要看工信部意見(jiàn)，如果國(guó)家的政策落地，小米肯定會(huì)按照國(guó)家規(guī)定走。
在小米看來(lái)，他們更希望的是不要設(shè)置功率上的限制，而是通過(guò)限制輻射來(lái)達(dá)到安全的目的。
隔空充電何時(shí)來(lái)？充電兼容性仍是老大難
前不久小米也推出了隔空充電技術(shù)，小米工程師說(shuō)，小米聯(lián)合科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作，研發(fā)了很長(zhǎng)一段時(shí)間，這項(xiàng)技術(shù)的復(fù)雜度和難度都不是目前磁感應(yīng)無(wú)線充電能比的。
但目前認(rèn)證、法規(guī)和安全都是非常重要的課題，小米在以上幾個(gè)方面都做了大量前期的預(yù)研和調(diào)研，還有技術(shù)儲(chǔ)備，為未來(lái)繼續(xù)做下一代充電技術(shù)打下基礎(chǔ)。
現(xiàn)在用戶其實(shí)在手機(jī)充電的兼容性上還存在很大痛點(diǎn)，不同品牌的手機(jī)各自都有自己的私有充電協(xié)議，充電器充其他品牌手機(jī)只能以很低功率充電。其實(shí)在未來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一應(yīng)該是手機(jī)充電發(fā)展的大方向。
小米工程師說(shuō)，其實(shí)目前開發(fā)自己的私有協(xié)議，就是為了保證大功率充電的安全性。當(dāng)然，這也造成了一些兼容性的問(wèn)題。
不過(guò)目前經(jīng)過(guò)電信終端產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)的努力，國(guó)家團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)融合快充協(xié)議正在積極向前發(fā)展，這會(huì)提升不同品牌充電器兼容的充電功率。
目前小米、華為、OPPO、vivo 等廠商其實(shí)都在向“一個(gè)充電器充所有設(shè)備”的方向發(fā)展，一個(gè)充電器解決不光是手機(jī)，還有筆記本電腦、平板等設(shè)備的快充。因此兼容性問(wèn)題的解決也是每家都要做的。
充電組建“突擊隊(duì)”，兩年“充”到第一
有線和無(wú)線充電一直是小米的核心技術(shù)之一，也是雷軍在小米開發(fā)者大會(huì)上重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的自研技術(shù)。
目前小米和充電相關(guān)的專家團(tuán)隊(duì)、技術(shù)工程師主要分布在北京、上海、深圳、南京四個(gè)研發(fā)中心，涉及到的領(lǐng)域、部門和團(tuán)隊(duì)很多，包括主板充電架構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)的基帶團(tuán)隊(duì)，電池、數(shù)據(jù)線、連接器和充電器的團(tuán)隊(duì)，結(jié)構(gòu)散熱的團(tuán)隊(duì)，軟件開發(fā)的團(tuán)隊(duì)，還有測(cè)試團(tuán)隊(duì)等等。
據(jù)小米工程師回憶，2017 年年中和年底，小米各領(lǐng)域的充電專家團(tuán)隊(duì)開始成立，當(dāng)時(shí)就定下了目標(biāo)，“能不能干行業(yè)最快的充電技術(shù)？”雷軍和一眾高管對(duì)于充電技術(shù)的研發(fā)都非常重視。
2019 年年初，經(jīng)過(guò)一年多努力，小米發(fā)布了 100W 有線快充，而去年 8 月份又首發(fā)了 120W 有線充電技術(shù)。在快充領(lǐng)域，小米近兩年的確走在了行業(yè)的前面。
200W 之后，快充的極限在哪里，無(wú)線何時(shí)取代有線？
手機(jī)快充發(fā)展的速度是超出我們想象的，2019 年手機(jī)充電功率還在 65W 左右，而 2020 年就來(lái)到了 100W 以上，2021 年更是達(dá)到了 200W，幾乎是以年均翻倍的速度在增長(zhǎng)。
那么快充功率究竟有沒(méi)有發(fā)展上限呢？對(duì)此，小米工程師說(shuō)，5 月份 PD 發(fā)布了快充協(xié)議升級(jí)，雖然是草稿，卻已經(jīng)支持了 240W 的技術(shù)。
未來(lái)技術(shù)演進(jìn)離不開新技術(shù)的探索和材料升級(jí)，包括充電芯片、電池和充電器、數(shù)據(jù)線、接口等等。如果哪天電池充電功率可以做到更高、阻抗做到更低、效率做到更高，理論上充電技術(shù)還會(huì)繼續(xù)升級(jí)。
在無(wú)線充電方面，小米工程師提到，目前有線充電依然占主導(dǎo)的主要原因，一方面就是無(wú)線充電的生態(tài)建設(shè)并不完善，公共場(chǎng)所無(wú)線充電裝置少，且功率低。
雖然無(wú)線充電技術(shù)的發(fā)展非常迅猛，但是相比有線充電來(lái)說(shuō)還是不夠成熟，充電的體驗(yàn)還是沒(méi)有有線充電那么便捷。
但來(lái)無(wú)線充電的技術(shù)和生態(tài)建設(shè)比較完善的時(shí)候，甚至手機(jī)接口就會(huì)取消，小米工程師透露，也許明年后年有些廠商的手機(jī)就可能會(huì)取消充電接口。
結(jié)語(yǔ)：“百瓦快充”遠(yuǎn)不是手機(jī)充電的終點(diǎn)
通過(guò)與小米工程師的深入交流，我看到小米 200W 有線充電和 120W 無(wú)線充電背后，小米在定制化器件、電池材料、充電算法、堆疊設(shè)計(jì)方面所做出的創(chuàng)新，也能夠感受到小米對(duì)于充電這樣的核心技術(shù)研發(fā)，是十分重視的。
但我們也能看到，不論是有線充電面臨的輕薄、續(xù)航、速度之間取舍的技術(shù)挑戰(zhàn)，還是無(wú)線充電生態(tài)的建設(shè)，都還有非常多的問(wèn)題等待著工程師們?nèi)タ朔?/p>
不管充電技術(shù)怎樣發(fā)展，便利我們的日常使用、升級(jí)我們的充電體驗(yàn)，是始終不變的方向，我們也期待未來(lái)小米、OPPO、vivo 等頭部玩家能夠帶來(lái)更多創(chuàng)新的充電“黑科技”。
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