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5G拉高4G時代技術創新天花板手機充電成為首個代表

2020-07-16 17:15栏目:通信

1973年,全球第一部手機摩托羅拉DynaTAC 8000X亮相,重量接近1kg一半都是電池,充電十小時,卻隻能通話半小時。

今年6月,面向大眾群體的5G手機OPPO Reno4 Pro發布,僅172g,卻能“充電5分鐘,刷劇4小時”。

消費者體驗顛覆背后,續航充電技術迅猛發展,居功至偉。

除了早些年的電池變革外,實際上,對於充電速度提高的核心貢獻,主要還是發生在近六年內:自2014年OPPO開啟快充后,安卓系手機廠商持續發力快充,將2014年前的2.5W、5W的充電效率,逐步拉升到當下65W的充電速度。開篇所提的Reno4系列,就是這一速度的典型代表。

從進化速度來看,這六年間,有線充電發展每年以10W左右的平均速度進化,發展至此,容易讓人誤解是否充電已逐步觸及瓶頸,過了迅猛增長期。但這兩天頭部廠商動作正顛覆了這一認知:

今天(7月15日),OPPO 125W超級閃充亮相,有線充電速度躍升,與之一起走出實驗室的,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也幾乎在同一時間官宣旗下百瓦有線充電技術,並先后通過大佬微博方式暗示即將在不久后商用,爭搶充電“新速度”的大戰已一觸即發。

這一“新速度”到底有多快呢?以發力場景非常全面的OPPO為例:

125W超級閃充,5分鐘可將等效4000mAh電池能量的手機充至41%,20分鐘充滿,同時保証機身溫度始終不超過40度﹔

65W AirVOOC,在充電效率上與此前商用的超快65W有線充電速度不相伯仲,5 分鐘可將等效 4000mAh 電池能量充至 25%,30 分鐘充滿:

並且百瓦速度還不隻限於OPPO自有私有協議,此次OPPO 125W充電頭可兼容主流第三方協議,即便是110W mini閃充也可以提供110W PPS、65W PD的兼容。

雖然場景布局不及OPPO,但vivo、小米官宣了其百瓦有線充電效果至少在充電時間上不弱於OPPO。這也就是說,百瓦快充已經有望成為手機行業充電“新常態”,這也讓2020年成為手機快充發展史上一個特殊的存在:以“飛躍”來說也不過分。

為何手機廠商們突然不謀而合,在充電提速上如此激進?

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,會增加天線、功率放大器數量,這直接增加功耗,在5G發展初期,當基站網絡覆蓋不足時,頻繁搜索信號會進一步加劇這一問題。

小米中國區總裁盧偉冰也曾在微博中提到,如果5G旗艦手機5G網絡全開,功耗將會高於4G手機約20%。

不止如此,為了發揮5G高帶寬低延時的特性,手機在芯片、屏幕等硬件方面也需要做相應升級,這一進步提升了功耗。以屏幕為例,據CSDN數據,當屏幕以2560X1440(577ppi)的分辨率運行時屏幕功耗為10.247W,相比1280X720(144ppi)分辨率功耗高出87.3%。

正是基於這種考慮,手機廠商們紛紛在5G旗艦手機上升級充電速度。如小米10 Pro、華為Mate X上分別支持了50W、55W有線快充﹔耗電量更高的5G電競手機黑鯊3不惜成本搭載65W快充。而對於充電技術積累更深的OPPO,則將65W SuperVOOC全面鋪開,在Ace系列、Find X2、Reno4系列上全線標配,使65W走入民間。

65W對於當下5G手機確實夠用。但放眼5G未來卻還遠遠不夠,因為目前5G應用發展還處於初期,5G應用生態仍待破繭而出,當AR、VR、雲游戲等高功耗應用真正跑起來時,手機軟硬件才開始長時間、滿負荷運轉,這時耗電量將激增。但這才是5G成熟后的消費者手機使用的常態。

5G萬物互融場景也必須納入考量。除了通訊外,手機連接的可穿戴設備、日常消費電子設備數量都將增多,光手機保持藍牙開啟狀態一項,就需要消耗更多電量,同時很多應用還需要頻繁調用GPS支持。據研究顯示,僅來自於GPS芯片的計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,快充迅猛發展正始於4G,這並非巧合,通信換代賦能手機應用的同時,也讓手機耗能痛點更加明顯,解決痛點是快充的生命之源。而這次5G新場景、新痛點來臨,也將為快充的第二次生命。

速度陡增下,難度陡增

從今天OPPO閃充發布會上實測來看,125W超級閃充效率之高再次顛覆認知。

但實際上,充電速度的增加並非表面上那麼簡單,一方面是技術方案本身如何達到更高速率,另一方面是,以走出實驗室為標准,速度背后還有多個緊箍咒,安全、溫度控制都必不可少。

從技術方案來看,無論是目前的高電壓方案,還是高電流方案,都已經達到目前電池可承受能力的上限。想提升速率,必須對電池和方案本身再做思考。