快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

▲ 圖為 80 年代拿著 DynaTAC 走在紐約街頭

1973 年,摩托羅拉的工程師馬丁庫柏拿著一台磚頭大的手機走在曼哈頓的街頭,給同樣在研究行動電話的對手貝爾實驗室打了一通電話。

這是電話訊號第一次脫離銅線傳輸,不過這通電話不能講太久,因為馬丁庫柏拿著的這台 DynaTAC 只能提供 35 分鍾的通話時間,而為了這麼點續航,需要充電 10 個小時。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

摩托羅拉也知道,幾乎半天的充電耗時對於惜時如金的生意人來說並不現實,於是推出了另一套充電配件,充電用時被控制在了 1 個小時,這也許是手機歷史上第一套快充裝置。

續航焦慮真的無解嗎?

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

自手機脫離了電纜開始,人們對於電量的焦慮就從未停止。手機電量就像是錢包的余額,每跌一絲都讓人焦慮不已,漲回一點才能有稍許心安。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

緩解續航焦慮的方式有不少,最直接的方法就是為手機換上一個能撐更久的大電池。但手機留給電池的體積終究是有限的,容量不可能無止境的增大。

既然很難從手機內部解決問題,廠商們便嘗試從手機的外部尋找突破。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

手機續航由兩部分體驗組成,一是手機的耗電時長,二是充電的快慢,如果前者的很難延長,那麼盡可能縮短充電的用時也能改善手機的續航體驗。

而當智慧型手機廠商們意識到手機充電太慢,時間已經來到了 2010 年。

雖然在當時的手機市場百花齊放,但在充電這件事上眾「機」平等——都是 5V1A。

同年,USB-IF 協會發布了新的充電協議,手機最大充電功率可以達到 7.5W,充電終於不再是 5W 的原地踏步。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

三年後,高通發布的 QC 1.0 協議讓更多人認識到快充,充電功率來到了 10W。不過當時人們對於快充的認識還只是「稍微快一點的充電」。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

2014 年 OPPO Find 7 上搭載的 VOOC 閃充首次將充電功率推向了 22.5W。一年後發布的 R7 系列,憑借那句病毒式的廣告語「充電 5 分鍾 通話 2 小時」讓 VOOC 閃充家喻戶曉。

也是從 VOOC 閃充開始,充電變得越來越快,也變得越來越復雜和割裂。各大廠商都開始推出自己的私有充電協議,並且互不兼容。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

除了 VOOC 閃充以外,USB 協會的 PD(包括之後的 PPS)協議、高通的 QC 協議、vivo 的 FlashCharging、華為的 SuperCharge 等協議讓人眼花繚亂。

快充領域很快形成了兩大流派,其一是以高通 QC 協議為代表的的高壓方案,其二則是以 OPPO VOOC 閃充為代表的的低壓直充架構。

私有快充協議互不相容的局面大幅提高了消費者的使用成本:想要讓手機在辦公室、家中、旅途路上都在使用快充的速度,需要先學習快充協議的基礎知識,再看充電頭匹不匹配。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

快充本來是為了解決用戶的續航問題,結果卻帶來了新的兼容性問題。五年前發生的電池爆燃事件,以及之後零星出現的充電事故,又給快充技術蒙上了一層陰影。

時間很快來到 2020 年,OPPO、小米、vivo 等廠商都相繼宣布自己的快充技術突破百瓦,充電時間被壓縮到了驚人的二十分鍾以內。這確實是充電速度的大進步,但同時,不少用戶開始擔憂:這麼高的功率,我用著真的安全嗎?

「安全」永遠先行於「效率」

開頭關於第一台手機 DynaTAC 的故事其實只講了一半。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

▲ 快充充電器也是個大塊頭

當時的摩托羅拉雖然將 10 小時的充電時間壓縮到了 1 小時,但也要為此付出代價,高速的充電讓 DynaTAC 的電池變得非常熱,不僅會縮短電池的使用壽命,還可能會引起電池短路。

聽起來,電池的充電效率與安全性似乎是一對矛盾體?

這是因為,DynaTAC 用的鎳鉻電池是最難充電的電池之一,相比之下,現代手機使用的鋰離子電池結構要安全得多,它能夠承受更高的電壓,並且穩定性也更好。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

▲ 速度飛躍的背後也是電池技術的進步

電池結構就像是充電的基石,只有它足夠扎實,才可能壘砌起更快更安全的充電體驗。

在 OPPO 一年一度的閃充開放日上,OPPO 分享了包含多項技術突破的全新充電安全設計。我們以一次完整的充電流程為例,詳細拆解新的安全設計如何提升了充電安全性。

首先,電流在輸入到電池前,要經過各個「關卡」的把控。OPPO 在充電頭、充電接口、電池端都應用了過載保護技術,在任一個環節檢測到電流過載,都會及時地關閉開關保護電池。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

即使這幾道防線都同時失效,在電池內部還有最後一層物理防線,OPPO 在電池中加入了熔絲保護,這就相當於保險絲,通過物理熔斷切斷電流輸入,保護人身安全。

熔絲為電池提供了物理級的防護,但由於其存在較大的內阻,不可避免地會讓電池局部發熱。

於是 OPPO 對熔絲做了進一步升級,新一代熔絲的內阻降低了一半,充電的效率和安全性都得到了提升。

不僅如此,OPPO 還將 GaN(氮化鎵)材料用到了手機內。

GaN 半導體應該是目前充電界的「網紅」,相比傳統的矽材料它的轉化效率更高,這讓很多想要維持「緊湊」身材的大功率充電器都更青睞 GaN 材料。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

在手機內部存在著許多微小的電子開關管,這些由矽製成的小開關起到電流管理和安全防護的作用。

OPPO 計劃將這些電子開關管換用阻抗比更低 GaN 材料,這樣就能有效地降低電池的發熱量,讓電池保持在一個更安全的狀態下工作。

除了電池材料,電芯的排列組合也會影響電池的安全性能。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

OPPO 在 2015 年推出 50W 超級閃充技術時,就已經率先採用了串聯雙電芯的設計,利用串聯分壓的原理減少電池的發熱量,並且能量得到均分,降低了電池的安全風險。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

而現在,OPPO 想將兩塊電芯再「放回到一起」。OPPO 引入了一層特殊的材料在兩個電芯中間,這樣兩個電芯可以放入一個包裝袋中又互不干擾,並且新的設計能讓電池的容量增大至少 5%。

也就是說,原本 4500 mAh 的電池可以提升至 4750 mAh,額外的電量足夠讓你再開一局王者。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

有了雙電芯內串還不夠,長期使用之下,電芯內部出現的電壓跌落狀況也容易積累一定安全風險,為了及時發現潛在隱患,OPPO 專門研發了一枚電池安全檢測晶片。

簡單來說,這枚晶片就像電池的「哨崗」,能夠自動檢測和分析電池的工作狀態,出現異常時會立即以通過系統提示用戶,盡快維修或更換電池。

前面提到鋰離子電池的穩定性很好,但這也有個前提,那就是電池不要受到任何外力損壞。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

▲ 普通電池針刺試驗演示,特殊環境下拍攝,請勿模仿

由於鋰是一種相當活躍的元素,當鋰離子電池破損導致短路時,很容易會發生起火、冒煙甚至爆炸。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

▲ 夾心式安全電池的針刺試驗演示,特殊環境下拍攝,請勿模仿

不過這個問題在 OPPO 的「夾心式安全電池」上終於得到解決,即使在面對極端的針刺、重擊試驗,「夾心式安全電池」也不會出現自燃、爆炸等問題。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

▲ 夾心式安全電池的重擊試驗演示,特殊環境下拍攝,請勿模仿

這是因為 OPPO 採用了一層新型的復合材料作為基體,通過一種難度極高的工藝在這層復合材料的兩面分別鍍一層鋁箔,形成一個類似「三明治」結構的「集流體」。為了進一步提升安全性,OPPO 又在這個「集流體」兩面各塗覆一層安全保護層。基於此,才有了無懼針刺和重擊的「夾心式安全電池」。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

如果說「夾心式安全電池」從結構層面解決了外力損壞等帶來的安全風險,那麼,低阻抗熔絲、氮化鎵電子開關、內串雙電芯和電池安全檢測晶片則作為一套「組合拳」解決了日常使用中來自電池內部和元器件協同的安全風險。

在手機充電功率競賽的當下,OPPO 用全新的安全設計將有助於擴展快充技術的安全邊際,為用戶提供更高的安全保障。而這正是快充領域最需要的技術承諾。

「速度」不是快充技術的唯一標尺

快充技術的持續創新建立在足夠寬廣的安全邊際基礎之上,只不過安全遠沒有充電功率或充電速度那樣顯性、易感知。當手機電池的結構足夠地安全時,充電這件事將不再局限於功率瓦數的多少,而將變得多樣起來。

以 OPPO 新發布的智慧充電技術為例,在日常情況下 Super VOOC 在充電時電池溫度都會控制在適宜的區間內。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

而當我們急著出門但是電量嚴重不足時,這時可以啟用「滿血充電」模式,讓充電速度提升 20%,短時間恢復更多的安全感。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

又或者是處在一些極限環境,例如北方冬天零下氣溫時,手機電池常常會由於溫度過低而持續虧電或者充不進電。

這時手機可以通過自發熱,讓電池溫度保持在 10℃ 以上,從而恢復正常的充電速度。

充電速度的快與慢不再是衡量快充技術的唯一標准,對於電池技術的探索讓快充還能解決我們生活中的一些痛點問題,快充也成為了許多人用完就回不去的功能之一。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

根據 OPPO 公布的數據,全球使用 VOOC 閃充的用戶已達到了 1.95 億人次,並且經過多年的發展,VOOC 閃充已經形成了閃充、超級閃充以及無線閃充的成熟生態圈。

和 2014 年 VOOC 初次亮相時,Find 7 用戶只能用自帶充電套裝實現快充不同,現在你在候機室、高鐵站等地方都能看到 VOOC 的充電接口,並且還多了許多第一方、第三方配件可選。

快充緩解了續航焦慮,誰來解決「安全」焦慮?

目前 OPPO 已經向 40 多家廠商開放閃充專利授權,日益增多的快充配件讓 VOOC 的使用場景的得到了擴充。

回頭再看難以統一的快充市場,廠商們似乎都陷入了功率數字的攀比上,這種攀比的壓力讓廠商對高功率充電產生了不理性的追求。

快充不應該只是一個錦上添花的功能,而是一個場景化的體驗,讓用戶少一點思考,多一點從容。這需要廠商們重回理性,不斷夯實安全基礎,讓用戶充得放心。

來源:愛范兒