З розвитком смартфонів сьогодні швидка зарядка стала майже стандартною конфігурацією. В таборі Android розвиток швидкої зарядки досить популярний.
Поки Apple думає про введення швидкої зарядки потужністю 25 Вт на серії iPhone 13, табір Android вже працює над швидкою зарядкою на 200 Вт. Такі, як Huawei, Oppo, Xiaomi, Vivo тощо, наполегливо працюють над функцією швидкої зарядки — від 20 Вт кілька років тому до 120 Вт зараз.
Важливо зазначити, що технологія швидкої зарядки — це «системна інженерія». Це означає, що для формування системи потрібна комбінація різних аспектів. У нас є пристрої швидкої зарядки, зарядні пристрої та протокол зарядки як окремі аспекти технології швидкої зарядки.
З розвитком швидкої зарядки, здається, буде вузьке місце. Ось перші п’ять (5) основних тенденцій у галузі швидкої зарядки смартфонів на даний момент.
Висока потужність зарядки (швидкість зарядки) — це далеко не все
Раніше було таке враження, що як тільки смартфон підтримує потужну зарядку, це все. Висока потужність вже не є єдиною силовою точкою для швидкої зарядки. Всього за 7 років швидкість зарядки зросла з 20 Вт до 200 Вт, і тепер це стандарт для більшості смартфонів.
Оскільки промисловість працює на 200 Вт, ми зараз на піку зарядки високої потужності. Це не означає, що збільшення більше не буде, але збільшення буде повільним. На даний момент швидка зарядка — це вже не просто гонка швидкості, а опорна точка промислової конкуренції поступово зміщується. Тепер відбуватиметься сутичка за покращення користувацького досвіду заряджання.
Оскільки ми зосередили свою увагу на швидкості, не надто багато зосереджувались на небезпеці безпеки акумулятора, старінні батареї та хаотичних протоколах зарядки. Тепер новий конкурс буде в цих сферах.
Зараз галузь відходить від швидкості зарядки до деяких інших областей, як ми побачимо нижче. Від повільної зарядки до швидкої зарядки, швидкість зарядки завжди була важливим предметом конкуренції. Оскільки галузь вступає в “еру післяшвидкої зарядки”, пошук швидкості не є єдиним акцентом.
Безпека зарядки стає все більш важливою
За словами галузевого експерта «Незалежно від того, як розвивається технологія зарядки, безпека завжди є головним фактором». В еру швидкої зарядки великі зарядні швидкості вимагають високошвидкісної зарядки та розрядки акумуляторів, що прискорює швидкість реакції хімічних речовин всередині акумулятора. Тільки швидкість реакції полімерних батарей може приймати більший струм. В іншому випадку велика ємність і висока швидкість спричинять більше ризиків для безпеки системи зарядки мобільного телефону.
Згідно з дослідженнями споживачів Anker, головними проблемами попиту споживачів на зарядні пристрої є не швидша зарядка. Зараз користувачі шукають «безпечнішого заряджання». Покращення безпеки зарядки в основному включає три аспекти:
- Підвищити ефективність перетворення за допомогою нових матеріалів
- Контроль за безпекою акумулятора за допомогою вбудованого чіпа управління живленням
- Використання нових технологій, конструкцій конструкцій тощо для введення гарантій безпеки.
Нові матеріали — це кремній-кисневі анодні батареї та графенові батареї
Старший інженер ветерана-виробника мобільних телефонів сказав, що при дослідженні нових матеріалів для акумуляторів силіконово-кисневі анодні батареї та графенові батареї є напрямком для розвитку промисловості.
Вбудовані чипи
Більшість виробників (як виробників смартфонів, так і сторонніх виробників) тепер використовують вбудований чип живлення для забезпечення безпеки батареї.
Наприклад, мікросхема виявлення безпеки батареї може контролювати падіння напруги в режимі реального часу та інтелектуально виявляти, чи має батарея внутрішні пошкодження. Oppo та Xiaomi мають таку технологію. Сторонній виробник, Anker, використовує чипи управління живленням у своєму зарядному пристрої.
Нові технології та дизайн конструкції
Кілька виробників вже працюють над новими технологіями, щоб забезпечити більш безпечну швидку зарядку. У нас є розробки в області низькоомних запобіжників, електронних вимикачів з нітридом галію (GaN), подвійних елементів внутрішньої серії, багатошарових захисних батарей тощо. Захисний акумулятор «Сендвіч» захищає акумулятор від внутрішнього короткого замикання внаслідок будь-яких зовнішніх сил, яке може спричинити пошкодження.
Термін «сендвіч-безпечний акумулятор» стосується використання технології композитного струмоприймача (новий тип композитного матеріалу, як матриця), а два шари алюмінію покриті найсучаснішою технологією, щоб сформувати структуру «сендвіч» з покриттям на обох сторони конструкції. Все це також буде знаходитись у захисному захисному шарі покриття, щоб сформувати п’ятишарову захисну конструкцію.
Тести кількох виробників показують, що ця конструкція на 100% проходить тест на акупунктуру та удари важким предметом. Абсолютно ніякого впливу на батарею після удару немає. Тепер ми бачимо, що активний розвиток захисту батареї відбувається.
Технологія акумуляторів розвивається
Швидка зарядка — це, по суті, складна системна інженерія. Ця система включає зарядні адаптери, кабелі, інтегровані схеми управління живленням PMIC, акумулятори та багато інших аспектів. Це далеко не достатньо, щоб збільшити потужність адаптера живлення.
Раніше через обмеження технологічного розвитку різні виробники зосереджувались на адаптерах живлення, щоб збільшити швидкість зарядки. Однак, оскільки швидка швидкість зарядки зростає до 65 Вт або навіть більше 100 Вт, існує потреба в розробці. Якщо розвитку не буде, у вас будуть випадки, коли пристрій, сумісний із потужністю 100 Вт, заряджається на 15 Вт.
Технологія акумулятора стала ключовим моментом у поточній швидкості зарядки
Старший експерт галузі сказав, що наступною великою зміною в технології швидкої зарядки, ймовірно, буде технологія акумуляторів. «Звичайно, технологія акумуляторів є найважчою для прориву. Як тільки відбудеться прорив, ми побачимо якісні зміни в індустрії зарядки», — заявили експерти галузі.
В даний час різні виробники мобільних телефонів мають різну міцність акумуляторів. Xiaomi більше схильний виходити з виміру нових матеріалів. У березні цього року компанія випустила кремній-кисневі анодні батареї. Однак Oppo вирішив ввести ШІ в управління акумулятором, щоб досягти розумної зарядки.
Технологія розумного заряджання змінює час роботи акумулятора, швидкість заряджання та температуру
Термін служби акумулятора: Після 1500 циклів повного заряджання та розрядження акумулятор має 80% ємності. Крім того, час автономної роботи в 3 рази довший за звичайні вимоги китайських стандартів
Швидкість заряджання: Розумно збільшує швидкість заряджання за певних сценаріїв попиту. У режимі високого попиту швидкість заряджання 65-ваттової швидкої зарядки може збільшитися ще на 20%. Це дозволить пристрою повністю зарядити акумулятор на 4500 мАг за 30 хвилин
Ефективність підвищення температури: Згідно з різними сценаріями використання, вона може розумно передбачити поточний стан та умови опалення. Вона також буде динамічно відповідати потужності зарядки та досягти балансу між швидкістю зарядки та підвищенням температури.
«Нормалізація» протоколу швидкої зарядки
Як вже згадувалося раніше, технологія швидкої зарядки смартфонів — це системна інженерія. На додаток до апаратних продуктів, таких як пристрої та зарядні пристрої, протокол зарядки також є частиною цього. Це визначає спосіб зв’язку між пристроєм та зарядним пристроєм.
На сьогоднішній день у галузі зарядки мобільних телефонів існує п’ять основних виробників технологій швидкої зарядки з протоколами зарядки. У нас є Qualcomm, MediaTek, USB-IF Association, Huawei та Oppo. Тоді як перші три — це публічні угоди, два останні — приватні угоди.
У індустрії швидкого заряджання смартфонів завжди виникала проблема несумісності протоколів. Це призводить до лише базової зарядки низької потужності між фірмовими мобільними телефонами та зарядними пристроями. Окрім впливу на швидкість заряджання користувачів, несумісність протоколу зарядки певною мірою спричиняє втрату ресурсів, збільшуючи ризик та вартість досліджень та розробок у вищій та нижчій частинах промислового ланцюга.
Визнання глобальних протоколів зарядки
У травні цього року Асоціація індустрії телекомунікаційних терміналів випустила інтегрований стандарт швидкої зарядки «Технічні специфікації швидкого заряджання мобільних терміналів», сподіваючись сприяти сумісності різних виробників у угоді про технологію швидкої зарядки. В даний час цей стандарт підтримується виробниками терміналів та компаніями-постачальниками, такими як Huawei, Oppo, Vivo, Xiaomi, Honor, Silica, Rockchip, Lihui Technology, Angbao Electronics та Dianku Networks.
Крім того, з появою USB-C та розширенням протоколу швидкої зарядки USB-PD, галузь почала поступово рухатися до сумісності. В даний час більше виробників оголосили про сумісність з протоколом PD, включаючи Apple, Samsung, Lenovo, Anker тощо.
Неважко помітити, що договір про стягнення плати, який раніше був розділений на окремі пакети, повільно закривається. Загальна тенденція в майбутньому повинна бути до єдності. Незалежно від китайської чи глобальної, протокол зарядки буде уніфікований. Це загальна і неминуча тенденція.
Провідну зарядку можна замінити бездротовою
На додаток до вищезазначених змін, багато галузевих експертів вважають, що бездротовій зарядці приділяється багато уваги. Якщо так буде продовжуватися, це може замінити дротове заряджання.
В останні роки, постійно оновлюючи швидкість заряджання дротової зарядки спалахом, різні виробники також докладали зусиль для бездротової зарядки спалаху. Ми розуміємо, що з 2018 року виробники мобільних телефонів, включаючи Huawei, Xiaomi, Meizu, Oppo та OnePlus, послідовно запускають рішення для бездротової зарядки спалаху.
На цей момент піком є бездротова зарядка спалаху 80 Вт від Xiaomi. У нас також є Oppo 65W AIRVOOC та Meizu 40W вертикальна бездротова зарядка. Попри перспективи бездротової зарядки, є ще деякі вузькі місця для прориву.
Вузькі місця для бездротової зарядки
За даними галузевих джерел, більшість поширених на ринку бездротових швидких зарядних пристроїв можуть заряджати лише короткі відстані від точки до точки. Це має низьку гнучкість і не є справжньою формою бездротової зарядки. Старший інженер сказав: «Майбутня бездротова зарядка спалаху повинна бути безконтактною, тобто коли мобільний телефон потрапляє в певний діапазон, він може автоматично підключатися і заряджатися».
Крім того, що стосується ефективності перетворення, бездротова зарядка має низьку ефективність перетворення. Вона також відчуває великі втрати потужності та серйозне виробництво тепла. Це вимагає вищих вимог до швидкості бездротової зарядки та відводу тепла від пристрою.
За підрахунками команд OneZero та iFixit, середня бездротова зарядка використовує на 47% більше енергії, ніж дротова. Для повного заряджання мобільного телефону дротовим способом у середньому потрібно 14,26 Вт-год. Для бездротових зарядних пристроїв в середньому потрібно 21,01 Вт · год.
Про це повідомив директор з досліджень і розробок інноваційних споживчих продуктів Anker Лі Мінгкан
«Коли швидкість зарядки наближається до швидкості зарядки за допомогою дротової мережі, і вартість наближається до діапазону дротової зарядки, дротова зарядка може бути замінена бездротовою зарядкою, але для подолання цих технологій знадобиться деякий час».
Висновок
Швидка зарядка смартфонів насправді перебуває на зрілому етапі. Однак це не означає “стагнацію” збільшення швидкості заряджання. Навпаки, це більше схоже на перехід від «швидкого просування до стадії пробіжки». Це означає, що збільшення швидкості все ще продовжується, але зараз на порядку денному багато інших критеріїв. Виробники мобільних телефонів тепер будуть відвертати погляд від швидкості. Вони зосередяться на безпеці, терміні служби батареї та інших технологіях. Це також покращить заряджання пристроїв користувачів.
