S rozvojem smartphonů se dnes rychlé nabíjení stalo téměř standardní konfigurací. V táboře Androidu je vývoj rychlého nabíjení poměrně populární.
Zatímco Apple přemýšlí o zavedení 25W rychlého nabíjení u řady iPhone 13, tábor Androidu již pracuje na 200W rychlém nabíjení. Společnosti jako Huawei, Oppo, Xiaomi, Vivo atd. usilovně pracují na funkci rychlého nabíjení, z 20W před několika lety na 120W nyní.
Je důležité si uvědomit, že technologie rychlého nabíjení je „systémové inženýrství“. To znamená, že k vytvoření systému je zapotřebí kombinace různých aspektů. Máme rychlé nabíječky, nabíječky a nabíjecí protokol jako samostatné aspekty technologie rychlého nabíjení.
S rozvojem rychlého nabíjení se zdá, že existuje úzké hrdlo. Zde je pět (5) nejlepších současných trendů rychlého nabíjení smartphonů.
Vysoká nabíjecí kapacita (rychlost nabíjení) není všechno
Dříve panoval dojem, že jakmile smartphone podporuje výkonné nabíjení, je to. Vysoký výkon již není jediným silným bodem rychlého nabíjení. Za pouhých 7 let se rychlost nabíjení zvýšila z 20W na 200W a je nyní standardem pro většinu smartphonů.
S průmyslem pracujícím na 200 W jsme nyní na vrcholu vysokého výkonu nabíjení. Neznamená to, že k dalšímu nárůstu nedojde, ale nárůst bude pomalý. V současné době již rychlonabíjení není jen rychlostní závod a opěrný bod průmyslové konkurence se postupně posouvá. Nyní bude boj o zlepšení uživatelská zkušenost nabíjení
Když jsme se zaměřili na rychlost, příliš jsme se nezaměřovali na bezpečnostní rizika baterie, stárnutí baterie a chaotické nabíjecí protokoly. Nyní bude nová konkurence v těchto oblastech.
Průmysl se nyní vzdaluje od rychlosti nabíjení do některých jiných oblastí, jak uvidíme níže. Od pomalého nabíjení po rychlé nabíjení, rychlost nabíjení byla vždy důležitým předmětem konkurence. Vzhledem k tomu, že průmysl vstupuje do „éry post-rychlého nabíjení“, není jediným cílem snaha o rychlost.
Bezpečnost nabíjení je stále důležitější
Podle odborníka z oboru: "Bez ohledu na to, jak se technologie nabíjení vyvíjí, bezpečnost je vždy nejvyšším faktorem." V éře rychlého nabíjení vyžadují vysoké rychlosti nabíjení vysokorychlostní nabíjení a vybíjení baterií, což urychluje rychlost reakce chemikálií uvnitř baterie. Vyšší proud může mít pouze reakční rychlost polymerových baterií. V opačném případě velká kapacita a vysoká rychlost způsobí více rizik pro bezpečnost systému nabíjení mobilních telefonů.
Podle spotřebitelského průzkumu společnosti Anker není hlavní spotřebitelskou poptávkou po nabíječkách rychlejší nabíjení. Nyní uživatelé hledají „bezpečnější nabíjení“. Zlepšení bezpečnosti nabíjení zahrnuje především tři aspekty:
- Zvyšte efektivitu konverze pomocí nových materiálů
- Řízení bezpečnosti baterie s vestavěným čipem pro správu napájení
- Využití nových technologií, konstrukčních řešení atd. k zavedení záruk bezpečnosti.
Novými materiály jsou křemíko-kyslíkové anodové baterie a grafenové baterie
Vedoucí inženýr zkušeného výrobce mobilních telefonů řekl, že při výzkumu nových materiálů baterií jsou křemíkové-kyslíkové anodové baterie a grafenové baterie směrem rozvoje průmyslu.
Vestavěné čipy
Většina výrobců (jak výrobců chytrých telefonů, tak výrobců třetích stran) nyní používá k zajištění bezpečnosti baterie vestavěný napájecí čip.
Například bezpečnostní detekční čip baterie může v reálném čase sledovat poklesy napětí a inteligentně detekovat, zda baterie nemá vnitřní poškození. Oppo a Xiaomi tuto technologii mají. Výrobce třetí strany, Anker, používá ve své nabíječce čipy pro řízení spotřeby.
Nové technologie a konstrukční řešení
Několik výrobců již pracuje na nových technologiích, které zajistí bezpečnější rychlé nabíjení. Máme vývoj v oblasti pojistek s nízkým odporem, elektronických spínačů z nitridu galia (GaN), interních sériových duálních článků, vícevrstvých ochranných baterií atd. Sendvičová ochranná baterie chrání baterii před vnitřním zkratem v důsledku jakýchkoliv vnějších sil, které by mohly způsobit poškození.
Termín „sendvičová bezpečnostní baterie“ se vztahuje k použití technologie kompozitního sběrače proudu (nový typ kompozitního materiálu jako matrice) a dvě vrstvy hliníku jsou potaženy nejpokročilejší technologií, aby vytvořily sendvičovou strukturu s povlakem na obou stranách. struktury. To vše bude také obsaženo v ochranné ochranné vrstvě povlaku, aby vytvořila pětivrstvou ochrannou strukturu.
Testy několika výrobců ukazují, že tento design je 100% testován na akupunkturu a náraz. Na baterii po nárazu není absolutně žádný dopad. Nyní vidíme, že probíhá aktivní vývoj ochrany baterií.
Technologie baterií se vyvíjí
Rychlé nabíjení je v podstatě složité systémové inženýrství. Tento systém zahrnuje nabíjecí adaptéry, kabely, integrované obvody řízení spotřeby PMIC, baterie a mnoho dalších aspektů. To zdaleka nestačí na zvýšení výkonu napájecího adaptéru.
Dříve se různí výrobci kvůli omezením technologického vývoje zaměřovali na napájecí adaptéry pro zvýšení rychlosti nabíjení. Jak se však rychlosti rychlého nabíjení zvyšují na 65 W nebo dokonce více než 100 W, je potřeba vývoj. Pokud nedojde k žádnému vývoji, budete mít případy, kdy se 100W kompatibilní zařízení nabíjí 15W.
Technologie baterií se stala klíčovým faktorem současné rychlosti nabíjení
Senior odborník v oboru uvedl, že další velkou změnou v technologii rychlého nabíjení bude pravděpodobně technologie baterií. „Samozřejmě, že nejobtížnější je prorazit technologii baterií. Jakmile dojde k průlomu, uvidíme kvalitativní změny v odvětví nabíjení,“ uvedli odborníci z oboru.
V současné době mají různí výrobci mobilních telefonů různé síly baterií. Xiaomi se více přiklání k odchodu z dimenze nových materiálů. V březnu tohoto roku společnost uvedla na trh křemíkové-kyslíkové anodové baterie. Společnost Oppo se však rozhodla zavést AI do správy baterie, aby dosáhla chytrého nabíjení.
Technologie chytrého nabíjení mění životnost baterie, rychlost nabíjení a teplotu
Životnost baterie: Po 1500 cyklech plného nabití a vybití má baterie 80 % kapacity. Výdrž baterie je navíc 3x delší než běžné požadavky čínských standardů
Rychlost nabíjení: Inteligentně zvyšuje rychlost nabíjení za určitých scénářů poptávky. V režimu vysoké spotřeby lze rychlost nabíjení 65wattové rychlonabíječky zvýšit o dalších 20 %. To umožní zařízení plně nabít 4500 mAh baterii za 30 minut
Účinnost zvýšení teploty: Podle různých scénářů použití dokáže inteligentně předvídat aktuální stav a podmínky vytápění. Bude také dynamicky odpovídat nabíjecímu výkonu a dosáhne rovnováhy mezi rychlostí nabíjení a nárůstem teploty.
"Normalizace" protokolu rychlého nabíjení
Jak již bylo zmíněno, technologie rychlého nabíjení smartphonu je systémovým inženýrstvím. Kromě hardwarových produktů, jako jsou zařízení a nabíječky, je součástí i nabíjecí protokol. To určuje způsob komunikace mezi zařízením a nabíječkou.
Dnes existuje v odvětví nabíjení mobilních telefonů pět hlavních výrobců technologií rychlého nabíjení s nabíjecími protokoly. Máme Qualcomm, MediaTek, USB-IF Association, Huawei a Oppo. Zatímco první tři jsou veřejné smlouvy, poslední dvě jsou soukromé smlouvy.
V odvětví rychlého nabíjení smartphonů vždy existoval problém s nekompatibilitou protokolů. Výsledkem je pouze základní nabíjení s nízkou spotřebou energie mezi značkovými mobilními telefony a nabíječkami. Kromě toho, že nekompatibilita nabíjecího protokolu ovlivňuje rychlost nabíjení uživatelů, způsobuje do určité míry ztrátu zdrojů, zvyšuje riziko a náklady na výzkum a vývoj v upstream a downstream části průmyslového řetězce.
Rozpoznávání globálních nabíjecích protokolů
V květnu tohoto roku vydala Asociace průmyslu telekomunikačních terminálů integrovaný standard rychlého nabíjení „Technické specifikace pro rychlé nabíjení mobilních terminálů“, v naději, že podpoří interoperabilitu různých výrobců v dohodě o technologii rychlého nabíjení. V současné době tento standard podporují výrobci terminálů a dodavatelské společnosti jako Huawei, Oppo, Vivo, Xiaomi, Honor, Silica, Rockchip, Lihui Technology, Angbao Electronics a Dianku Networks.
Se zavedením USB-C a rozšířením protokolu rychlého nabíjení USB-PD se navíc průmysl začal postupně posouvat směrem ke kompatibilitě. V současné době oznámilo kompatibilitu s protokolem PD více výrobců, včetně společností Apple, Samsung, Lenovo, Anker a dalších.
Není těžké vidět, že mýtná smlouva, která byla dříve rozdělena do samostatných balíčků, se pomalu uzavírá. Obecný trend v budoucnu by měl směřovat k jednotě. Bez ohledu na čínštinu nebo svět bude nabíjecí protokol sjednocen. To je obecný a nevyhnutelný trend.
Kabelové nabíjení lze nahradit bezdrátovým nabíjením
Kromě výše uvedených změn se mnoho odborníků v oboru domnívá, že bezdrátovému nabíjení je věnována velká pozornost. Pokud to bude pokračovat, může to nahradit kabelové nabíjení.
V posledních letech, zatímco se neustále zvyšuje rychlost nabíjení kabelového nabíjení blesku, různí výrobci se také snaží nabíjet blesky bezdrátově. Chápeme, že od roku 2018 výrobci mobilních telefonů včetně Huawei, Xiaomi, Meizu, Oppo a OnePlus postupně spustili řešení bezdrátového nabíjení bleskem.
V tuto chvíli je vrcholem 80W bezdrátové nabíjení blesku Xiaomi. Máme také Oppo 65W AIRVOOC a Meizu 40W vertikální bezdrátové nabíjení. Navzdory příslibu bezdrátového nabíjení stále existuje několik překážek, které je třeba prolomit.
Úzká místa pro bezdrátové nabíjení
Podle průmyslových zdrojů může většina bezdrátových rychlonabíječek na trhu nabíjet pouze na krátké vzdálenosti z bodu do bodu. To má nízkou flexibilitu a není to pravá forma bezdrátového nabíjení. Senior inženýr řekl: "Boudoucí bezdrátové nabíjení blesku by mělo být bezkontaktní, to znamená, že když mobilní telefon dosáhne určitého dosahu, může se automaticky připojit a nabíjet."
Také z hlediska účinnosti konverze má bezdrátové nabíjení nízkou účinnost konverze. Také dochází k vysokým ztrátám energie a vážné produkci tepla. To vyžaduje vyšší požadavky na rychlost bezdrátového nabíjení a odvod tepla ze zařízení.
OneZero a iFixit odhadují, že průměrná bezdrátová nabíječka spotřebuje o 47 % více energie než kabelová nabíječka. K úplnému nabití mobilního telefonu kabelovým způsobem je v průměru potřeba 14,26 Wh. Bezdrátové nabíječky vyžadují průměrně 21,01 W·h.
Oznámil to Ankerův ředitel výzkumu a vývoje inovativních spotřebních produktů Li Mingkang
"Když se rychlost nabíjení přiblíží kabelovému nabíjení a náklady se přiblíží rozsahu kabelového nabíjení, kabelové nabíjení může být nahrazeno bezdrátovým nabíjením, ale překonání těchto technologií bude nějakou dobu trvat."
Závěr
Rychlé nabíjení smartphonů je ve skutečnosti ve zralé fázi. Neznamená to však „stagnaci“ ve zvyšování rychlosti nabíjení. Naopak je to spíše přechod z „rychlého vpřed do fáze běhání“. To znamená, že zvyšování rychlosti stále probíhá, ale na programu je nyní mnoho dalších kritérií. Výrobci mobilních telefonů nyní odhlédnou od rychlosti. Zaměří se na bezpečnost, výdrž baterie a další technologie. Zlepší také nabíjení zařízení uživatelů.
