更智能更安全,OPPO闪充不内卷

科技指北

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· 7月23日

只有不断进化的安全,才能让科技更具想象力。

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更智能更安全,OPPO闪充不内卷

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图片来源:视觉中国

「哎呀,我的手机电量不足20%了,怎么办?」这样的对话大家应该经常能听到,这就是我们常常调侃的「电量焦虑症」。

如今,人们对智能手机续航需求的增加,其实源自于多方面的影响。其中,最主要的就是5G通讯技术的发展。今年1-6月份国内5G手机出货量达到1.28亿部,占比提升至73.4%。

5G在硬件层面比4G更加费电,如5G通信模块、相机模组、CPU等方面,都会导致手机功耗上升。在电池技术没有突破之前,为了保证智能手机携带和握持感又不能持续增加电池体积,必然会导致续航能力进一步缩水。

为了满足用户对智能手机续航日益提高的需求,各手机厂商都在寻求更有效的解决办法。但受制于电池技术,智能手机无法在保持体积下通过增加电池容量的方式来改善续航水平,加快手机充电速度来加强手机续航能力的思路便成为了各大手机厂商的共识。

另外,5G技术在手机端的普及,更是拉动APP的使用,以及对电池需求的扩大。随着移动互联网的完善,我们要通过手机定外卖、要追剧、要玩游戏更要社交等等。据调查数据显示,现在人们每天使用手机的时间平均达到5个小时左右,相比于5-10年前,平均增加了1.5-2个小时。这么多的工作量,对续航要求就更高了,手机中那块小小的电池已经力不从心了。

在此背景下,电池大容量、以及充电快速度,显得尤为重要,而“快充”目前似乎已成为手机厂商的必备技能,快充技术可以在极短的时间为手机充满电,更好地帮助用户节省时间。

行业之中,OPPO和vivo已经实现120W快充量产,华为也在加速进行研究90W快充技术,小米通过魔改小米11Pro实现了200W有线快充和120W无线快充。

而具体时间节点上,手机电池快速充电技术最早落地于OPPO手机,一句“充电5分钟,通话2小时”早已火遍大街小巷。从2014年闪充发布发展至今,闪充经过了迭代与裂变已经形成了三条技术线路,分别是闪充、超级闪充以及无线闪充,当年的Slogan也升级到如今的“充电5分钟,刷剧4小时”。

过去智能手机用户谈的是续航焦虑,而现在功率破百的手机快充已不稀奇,却也引发了“安全焦虑”。

近日,OPPO举办了每年一次的「闪充开放日」活动,这次的主题依然延用去年的「不止于快」,但没有继续再讲充电速度的新记录,反而聊了「快」之外,关于闪充技术安全、智能等一系列安全相关的创新技术。

充电系统

充电系统

在OPPO看来,充电是一个复杂的系统工程。从模块简单区分,这个系统由“充电适配器、线缆、PMIC集成电源管理电路和电池端”组成。任何一个充电新技术的创新都应该将上述链路视为整体去考虑,配套升级才能给用户交付完整的体验。

另外,功率是充电体验的重要指标,但不应该是唯一。尤其是应用于手机等移动终端的充电技术,要充分考虑“功率、温升、电池体积”等因素对手机“安全性、握持感、便携性、兼容性”等体验的影响,为用户打造“全场景综合最优充电体验”。

解决「续航焦虑」的前提是解决「安全焦虑」

伴随电池快充技术的发展,在速度提上去的同时,安全成为消费群体关注的核心。当前功率竞赛走的太靠前,需要提升配套安全保障方面的技术创新和应用。

更大的充电功率,需要更高倍率的电池。为了实现高倍率充放电,意味着电池化学体系比较活跃,化学反应的反应速度要快,从另外一方面来讲,一旦出现短路,热失控更容易发生。结果就是安全隐患相比过去会增多,需要解决这个问题才能普及更大的充电功率。

以OPPO电池为例,在闪充技术研发之初,OPPO就设置了5重安全防护措施。在推出超级闪充技术时,采用了串联双电芯设计,两颗容量更小的电芯分摊电压,能够最大限度的杜绝极端条件下的安全风险。而在无线闪充技术中,OPPO则推出了隔离型电荷泵,在提升充电效率的同时,减少发热,并保障电芯不出问题。闪充技术不断升级发展,OPPO对安全保障的技术升级也从未停止。

夹心式安全电池

夹心式安全电池

在本次的闪充开放日活动上,OPPO又拿出了一个非常前瞻的技术——夹心式安全电池,它可以做到针穿刺下,不起火,不冒烟。

这个最新的夹心式安全电池技术中,OPPO使用一层新型的复合材料作为基体,采用非常有挑战性的工艺镀上两层铝层形成一个“三明治”结构的集流体。又在这个“三明治”集流体上涂覆了一层安全涂层形成最终的五层安全集流体结构。在OPPO实验室的实际测试中,不影响电池性能前提下,超级安全电池可以做到100%通过针刺与重物冲击实验。

电芯针刺示意

电芯针刺示意

对电池的安全升级,主要考虑的安全因素来自于外界环境。其实,电池的针刺测试在纯电新能源汽车中非常常见,其模拟的就是出现车祸等极端环境下,在外界破坏电池结构时,电池是否能保证安全性。而OPPO此次新技术的考量也是如此,主要保护在跌落或者其他外界因素影响下,可以保证快充电池的安全性。

除了手机内部的电池以外,快充如果受到外界影响时,最容易出现问题就是在充电的状态中。为了解决这个问题,OPPO同时使用了低阻抗熔丝能在电流过大或出现其他异常时立刻熔断,从物理层面保证电池安全。

氮化镓电子开关

氮化镓电子开关

此外,OPPO计划采用氮化镓电子开关取代手机充电电路里常见的硅MOSFET,以更小的器件体积实现相同的功能效果,不仅占用更少的手机主板面积,还能利用其低阻抗、高耐压的特性,降低充电路径产热,提升充电效率与可靠性。

保证了外界影响电池安全的同时,也要让手机本身可以快速感知到安全威胁。这时,手机必须要具备智能属性,为此OPPO定制研发了电池安全检测芯片。

这枚电池安全检测芯片,可以通过实时监测电压跌落情况,智能检测电池是否产生内部损伤。搭配的AI算法能精确识别复杂的电压跌落场景,在确认电池未受损时保持充电效率;在发现电池受损时则向用户发出“电池状态异常”提醒,启动充电保护机制,避免安全隐患。

从外界因素、充电突发情况、再到预防监测,OPPO此次对手机电池本身提出了更高且更全面的安全防护。特别是在快充技术进一步提升的背景下,电池本身的稳定性和安全性要更加关键了,这可是防止出现爆炸、燃烧等伤害的最有效解决方案。

用智能保证快充使用寿命

假如脱离电池寿命,空谈充电速度,那是手机厂商对用户的不负责表现。

虽然当下手机APP越来越丰富、充电速度也越来越快,但电池却也越来越不经用,正是不规范的充电方式与落后技术导致电池老化越来越严重。电池和人一样,也会随着使用发生电池材料结构的破坏,电解液消耗、某些析锂、副反应的发生等现象,容量不断衰减。

目前,OPPO现在已经掌握一种方法能够动态实时获取并跟踪应用于手机中的电池负极电势,进而将其控制在合理范围之内,智能动态调控充电电流保持最大化。通过实时检测并控制负极电势在一个合理的范围内,尽量减少死锂的出现,让正极出去的锂离子全部进入负极,来延缓电池的老化以及提升充电速度。

经过三年多的探索,OPPO目前在实验室测试了巨量的电池性能数据,不断修正电池模型精度,从而达到能够实时跟踪电池的负极电势,即使电池老化后依旧适用。针对不同的电池容量,不同的充电适配器,不同的电池使用状态,不同的充电阶段,都可以匹配最合适的充电电流。

因此,手机充电不仅要快、要安全,也要足够智能。基于OPPO能够对负极电势能够实时跟踪,打造了自有的智慧充电技术,达到该速度快就快,该寿命长就长。因为能够实时掌握电池的实时状态,所以就可通过智能识别出用户实际使用场景来提供动态匹配最佳充电功率,做到充电真正智能定制。

1500次循环后,80%剩余电量

1500次循环后,80%剩余电量

此外,OPPO发布会上三个场景下展示了智能提升寿命、智能提升速度、智能温控的优势。例如智能充电技术可以在保证与65W超级闪充充电速度相当的前提下,满充满放的前提下,循环充放1500次还能有80%的剩余容量,比国标要求的电池寿命延长3倍。

还有一种情况,在寒冷天气时,突然掉电、充不进电是诸多消费者的痛点。在超低温环境下,强制给锂电池充电有可能导致严重析锂情况发生,引发电池内部短路,影响电池寿命和性能,甚至严重的可能起火燃烧。

而手机电池在智能充电技术下,可以实现智能温控,使充电速度和温升达到最佳平衡,既能保证良好的握持感,又能达成尽量快的充电速度。比如OPPO极低温充电技术就是让电池在充电前提前热起来,在-20℃的极限低温下,几十秒钟内电池温度即可升至10℃以上,随后就可开启正常的充电速度。

构建完善的快充体系,才能实现快充生态布局

OPPO发布技术汇总

OPPO发布技术汇总

对于任何一个手机厂商来说,快充技术都不只是在于追求极致的充电速度,而是需要构建一个全面的快充技术体系。其中,速度虽然是用户感知力最强的部分,但也只是一方面,更多的是要保证快充技术的安全性、实用性以及寿命等多维度的提升。OPPO此次针对闪充公布的全新技术,可以让我们预见一套更加完善的快充体系的诞生。

为何OPPO可以第一家做出快充技术的延展,而建立成熟体系呢?这还是取决于OPPO在快充领域较早起步的优势,自2014年,OPPO就开始研发快充技术,至今OPPO在快充领域的全球专利申请超过3000件,并通过30余款搭载VOOC闪充系列技术的手机产品,全球超过1.95亿用户。

在如此庞大的样本量和技术积累之下,OPPO也具备了构建完善快充体系的实力,并针对技术研发中出现的问题去从多种方面进行补全,从而构建自己的快充生态体系。

得益于此,现在OPPO已经将快充技术应用于智能手机、TWS耳机、充电宝以及智能手表等多个品类的电子产品。并且,OPPO也正通过“闪充生态合作伙伴计划” ,将VOOC闪充系列技术赋能更多终端设备,拓展闪充生态布局,触达家居、办公、车载、公共场所等高频充电场景。(本文首发钛媒体App)

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