01

高功率充電技術(shù)

緣從何起

在以前，提到 iPhone 的充電，你必定會(huì)想到那吉利的四個(gè)字詞語(yǔ) —— 五福（伏）一安。用原裝 5W 充電器給 1440mAh 的 iPhone 5 充電，總耗時(shí) 2 小時(shí) 36 分鐘，給 2900mAh 的 iPhone 7 Plus 充電，竟需要 3 個(gè)半小時(shí)。

是誰(shuí)將我們從充電黑洞中拯救出來(lái)的？答案是高功率的充電技術(shù)。

2013 年，高通提出了它的第一代快充技術(shù) Quick Charge 1.0，突破了 USB-IF 當(dāng)時(shí) 1.5A 的上限電流，在保持 5V 的額定電壓下，將最大額定電流提升到了 2A，讓手機(jī)充電功率提升到了 10W，整個(gè)行業(yè)由此開(kāi)啟兩位數(shù)的「快充」時(shí)代。

若想充電快就得提升充電功率，電壓和電流總得有一個(gè)提升，而高通 QC 后續(xù)的進(jìn)步思路主要放在提升電壓上，但這會(huì)帶來(lái)較嚴(yán)重的發(fā)熱；另一邊，OPPO 以一句「充電 5 分鐘通話(huà)兩小時(shí)」的 VOOC 閃充，開(kāi)啟了「低壓高流」的高功率充電技術(shù)路線(xiàn)，后來(lái)的 vivo 自研的 FlashCharge 入場(chǎng)后也同樣走「低壓高流」路線(xiàn)，它們的優(yōu)點(diǎn)是很明顯：低發(fā)熱、充得快，不過(guò)技術(shù)難度相對(duì)較高、對(duì)安全要求也較高。

隨著各方面配套技術(shù)的進(jìn)步，「低壓高流」的路線(xiàn)成為了如今高功率充電的技術(shù)主流，包括前面提到的高通、DP 共有協(xié)議、華為、三星、小米、realme 等廠(chǎng)商今天用的都是「低壓高流」方案。

而各類(lèi)閃充、快充技術(shù)已經(jīng)從旗艦到入門(mén)機(jī)型的全面覆蓋，部分機(jī)型的功率瓦數(shù)甚至達(dá)到了三位數(shù)，而背后既是技術(shù)的進(jìn)步，也是電池容量提升連帶更高充電效率市場(chǎng)需求的結(jié)果。

02

數(shù)字的背后，

是技術(shù)，也是宣傳口徑的比拼

打開(kāi)近年各大廠(chǎng)商手機(jī)的官網(wǎng)產(chǎn)品頁(yè)，總能找到篇幅不少的充電介紹，50W、60W、67W、80W、90W、100W、120W 等不同充電功率的數(shù)字赫然宣傳頁(yè)上，似乎每個(gè)數(shù)字都在強(qiáng)調(diào)自家手機(jī)充電之快。簡(jiǎn)單可量化的參數(shù)對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)是最敏感、能最直接感受到的信息，也成為了廠(chǎng)商們最直接、有效的宣傳口徑；可現(xiàn)實(shí)中，真的能達(dá)到廠(chǎng)商們所宣傳的功率嗎？

不盡然，廠(chǎng)商們標(biāo)的充電功率其實(shí)只是理論的最高峰功率：

一來(lái)，鋰離子電池充電的本質(zhì)是鋰離子從陰極（正極）移動(dòng)到陽(yáng)極（負(fù)極）并儲(chǔ)能的過(guò)程，一個(gè)完整的充電一般分三階段，恒流預(yù)充、大電流恒流充電、恒壓充電，而快充一般是發(fā)生在第二階段，所以快充狀態(tài)只會(huì)短暫存在一段時(shí)間，最高功率狀態(tài)更是這段時(shí)間里的一部分；

二來(lái)因電池內(nèi)阻、線(xiàn)材、充電器、IC 芯片等元件難免會(huì)發(fā)生損耗，甚至有的廠(chǎng)商測(cè)量方式不同，廠(chǎng)商們宣傳的充電瓦數(shù)大多數(shù)都會(huì)高于實(shí)際電池得到的最高功率。

所以說(shuō)，除最高功率瓦數(shù)外，最高功率的持續(xù)時(shí)間、電池的容量其實(shí)也很大程度上影響著一臺(tái)手機(jī)的整體充電速率 —— 因此瓦數(shù)越高充電未必就越快，而充電技術(shù)的不同，也會(huì)影響充電過(guò)程各階段的細(xì)節(jié)表現(xiàn)，進(jìn)而影響整體充電速率。

03

充電功率并不一定

與充電速率呈正相關(guān)

雖說(shuō)市面上已經(jīng)出現(xiàn)了 120W、125W 甚至是 150W 閃充的手機(jī)，但整個(gè)市場(chǎng)依舊以 100W 內(nèi)為主流。

這里選來(lái)了三個(gè)不同品牌、不同充電功率，但具有代表性的機(jī)型來(lái)實(shí)測(cè)試對(duì)比，最高充電功率都在 100W 以?xún)?nèi)（包含），而電池方面，也囊括了單電芯、雙電芯兩種，三款手機(jī)的電池與閃充配置分別如下：

手機(jī) 1：

67W（適配器 5~20V 6.2~3.25A）

4500mAh 單電芯

手機(jī) 2：

80W（適配器 5V 2A、5~11V 7.3A）

5000mAh 雙電芯

手機(jī) 3：

100W（適配器 5V 2A、11V 6A、20V 5A）

4600mAh 單電芯（雙回路）

以我們 WHYLAB 實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，最終的結(jié)果有點(diǎn)出乎意料，耗時(shí)最少的竟然不是瓦數(shù)最高、電池容量較少的 100W「手機(jī) 3」，而是 80W 的「手機(jī) 2」，且二者的耗時(shí)只差了 1 分鐘，而 67W 的「手機(jī) 1」墊底意料之中，與第一名的 80W「手機(jī) 2」拉開(kāi)了近 1/2 的距離。

因?yàn)槿_(tái)手機(jī)電池容量各異，為讓大家更直觀(guān)地感受三款手機(jī)的充電速率差異，這里想引入一個(gè)不是算嚴(yán)謹(jǐn)，但非常直觀(guān)且很好理解的概念 —— 「平均每分鐘充電速率」，它可以反映一款手機(jī)充電全程平均每分鐘能充進(jìn)來(lái)的電池量，數(shù)字越大，充電速度自然越高。這個(gè)參數(shù)已經(jīng)把一臺(tái)手機(jī)充電過(guò)程各個(gè)階段的充電速度都均等化了，因此無(wú)需細(xì)化考慮各階段的充電速度變化，概念的計(jì)算方式如下：

平均每分鐘充電速率（mAh/min）= 電池總?cè)萘浚╩Ah） / 充電耗時(shí)（min）

所以，三款手機(jī)的「平均每分鐘充電速率」分別如下（結(jié)果精確到個(gè)位）：

「平均充電速率」的排名結(jié)果其實(shí)也跟充電速度的排名一致，不過(guò)第一的 80W 閃充的 167mAh/min 速率其實(shí)會(huì)比第二名 100W 的 148mAh/min 快不少，可見(jiàn)并不是說(shuō)充電功率越大，充電就越快的，特別是充電功率提得越高，速率提升的邊際效應(yīng)越大，即充電速度進(jìn)步的幅度越小，而在現(xiàn)階段，80W 的閃充可以說(shuō)是百瓦內(nèi)的高功率充電中，綜合能力較高、也是最具實(shí)用性的一個(gè)。

04

高功率的背后，

還有安全與溫控

大電壓、大電流、大功率能直接提升充電速率，并不是說(shuō)廠(chǎng)商只要使勁堆功率就行的，背后必須還有安全性的支撐，前幾年的某品牌 Note 7 就是個(gè)反例。

電池畢竟是一個(gè)內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電子器件，提高電壓、增大電流其實(shí)都會(huì)給電池帶來(lái)不少熱量，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池?zé)崾Э?，甚至自?—— 這也是新聞中爆炸的手機(jī)大多都處于充電狀態(tài)的原因之一 —— 這就需要用技術(shù)來(lái)降低充電過(guò)程熱量的產(chǎn)生、穩(wěn)定電池的狀態(tài)了。

硬件上，除了電芯本身的質(zhì)量外，電荷泵的使用、獨(dú)立電源管理器、精準(zhǔn)的溫度傳感器等，以及軟件算法的匹配，還有充電器端、線(xiàn)材端的質(zhì)量把控才能給高功率充電技術(shù)保駕護(hù)航。

電池方面，再如使用串聯(lián)雙電芯的充電效率會(huì)比單電芯高些，功率增大的同時(shí)還不需要增大電流，發(fā)熱也相對(duì)小些，而放電效率也更高，且無(wú)需升壓 —— 80W 的「手機(jī) 2」正是如此，而 100W 的「手機(jī) 3」雖然是單電芯，但內(nèi)部雙回路的設(shè)計(jì)其實(shí)也有類(lèi)似的優(yōu)勢(shì)。

我們可以看看上面三款機(jī)子充電過(guò)程的溫度變化，100W 的「手機(jī) 3」溫控最好，67W 「手機(jī)1」和 80W「手機(jī)2」發(fā)熱比較接近，但看在后者充電更快的 80W 「手機(jī) 2」跟它的發(fā)熱更為合理和匹配，它們都在可接受的范圍內(nèi) —— 所以若綜合充電速度看，80W 閃充在可接受的溫控表現(xiàn)下表現(xiàn)出與之匹配的更高充電速率，綜合優(yōu)勢(shì)其實(shí)更高。

05

消費(fèi)者需要關(guān)注更多，

市場(chǎng)需要更多規(guī)范

作為消費(fèi)者，我很高興看到整個(gè)手機(jī)市場(chǎng)，無(wú)論是旗艦還是入門(mén)機(jī)型，都能吃上閃充技術(shù)帶來(lái)體驗(yàn)上的進(jìn)步紅利；也有越來(lái)越多的消費(fèi)者在選購(gòu)新機(jī)時(shí)有意地關(guān)注到充電速度，這也促使廠(chǎng)商們?cè)谙嚓P(guān)領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)投入。

不過(guò)市場(chǎng)越大，就越魚(yú)龍混雜，消費(fèi)者就越需要擦亮雙眼，在關(guān)注閃充瓦數(shù)的時(shí)候，其實(shí)還需要關(guān)注背后的問(wèn)題，并不是說(shuō)功率越高充電就越快，就如這次的充電對(duì)比中，80W 的閃充甚至比 100W 的機(jī)型有更快、更實(shí)用的體驗(yàn)；而市場(chǎng)也需要規(guī)范，不要讓某些虛標(biāo)的技術(shù)來(lái)混淆消費(fèi)者視聽(tīng)，而辜負(fù)某些實(shí)干的廠(chǎng)商在高功率充電技術(shù)做出的努力。