近日小米發(fā)布了 200W 有線充電和 120W 無線充電技術(shù)，讓手機(jī)有線充電時間殺入到了 8 分鐘內(nèi)。智東西作為少數(shù)業(yè)內(nèi)媒體受邀與小米快充工程師進(jìn)行了深入交流。

小米快充技術(shù)相關(guān)工程師更深層次地剖析了小米這次發(fā)布的充電技術(shù)，包括充電器件、電池材料、充電算法和架構(gòu)上的調(diào)整、優(yōu)化，并且對于快充技術(shù)未來的發(fā)展也給出了自己的判斷。

一、大功率充電和輕薄真的不可兼得嗎？

快充、大電量、輕薄似乎永遠(yuǎn)是相互矛盾的存在，而它們之間的權(quán)衡取舍，也能看出一個廠商側(cè)重什么樣的用戶體驗。

雷軍和小米工程師們一致認(rèn)為充電、續(xù)航、輕薄三個方面都是手機(jī)非常重要的三個維度。

雷軍曾提到，充電速度跟電池的能量密度不可兼得，小米為了實現(xiàn)速度和輕薄相對平衡，將 10C 電池的能量密度做到了比較極致的狀態(tài)，盡可能降低“快充導(dǎo)致的能量密度降低”所帶來的影響。

小米工程師說，雖然“輕薄”這兩個字很簡單，但對工程師的要求非常高，這么大功率的快充技術(shù)堆疊到一個輕薄的手機(jī)上，需要把電池、散熱、堆疊都做好，這對所有的工程師和專家提出了更嚴(yán)格的挑戰(zhàn)，小米有一個專門的團(tuán)隊做極致堆疊設(shè)計。

提到輕薄，就要說一說續(xù)航，這次演示機(jī) 9mm 左右的厚度和 4000mAh 電池，顯然還有不小的提升空間。

小米工程師說，小米有自己的續(xù)航和 DOU 模型，針對每一款機(jī)器做續(xù)航優(yōu)化都付出了很大努力。

除了手機(jī)的輕薄，充電器的便攜程度也很重要。小米工程師說，通過新的氮化鎵技術(shù)，開關(guān)頻率比 120W 提高了一倍，很多儲能器件都可以用更小的。

另外小米用平面變壓器取代了傳統(tǒng)繞線的變壓器，200W 變壓器的體積比 120W 的更小，基本可以和 120W 做到相同的尺寸，據(jù)稱量產(chǎn)之后可能會更小。

二、快充未必傷電池，工信部 50W 無線充限制小米怎么看？

更高頻率的快充下如何保持電池使用壽命，是廠商們需要非常重視的一個問題。

小米這次采用了 10C 石墨烯基的設(shè)計，讓電池具有較高電子傳導(dǎo)和離子傳導(dǎo)特性，小米為 10C 體系選用了穩(wěn)定性較高的正負(fù)級電池材料，搭配上為 10C 專門設(shè)計的一款電解液，實現(xiàn)對電池材料更好的保護(hù)。

據(jù)稱，小米 200W 快充所使用的電池能滿足 800 次循環(huán)以后能量保持 80% 以上，而國家標(biāo)準(zhǔn)是 400 次循環(huán)以后能量保持 60%。

充電的安全性一直是普通消費者非常關(guān)注的。小米工程師說，這次小米的 200W 快充從充電溫度、充電電壓、充電電流和充電協(xié)議四個維度進(jìn)行了防護(hù)，總共有 40 多重安全防護(hù)措施。

比如在主板設(shè)計方面，小米采用了獨立的 MCU 配合充電算法，當(dāng)發(fā)生通信異常、軟件死機(jī)等充電狀態(tài)異常時，MCU 就可以快速切斷大功率快充路徑。

小米在 Type-C 端口增加了一些耐腐蝕的銠釕合金材料，可以降低快充對 Type-C 接口的腐蝕，另外小米在 Type-C 端口設(shè)計了過溫保護(hù)的檢測電路，檢測到充電端口溫度過高的時候能及時降低充電功率或者是切斷充電路徑。

另外就是電池本身，小米定制和開發(fā)了 10C 大功率快充的體系架構(gòu)，用上了快離子環(huán)的負(fù)極石墨，為鋰離子嵌入負(fù)極石墨提供了快速的通道，可以保護(hù)電池安全快充。

▲小米快充技術(shù)工程師

提到安全性，就不得不說發(fā)熱，這次小米 200W 快充采用并聯(lián)式設(shè)計，電源轉(zhuǎn)換效率在 98.6%，據(jù)稱也是業(yè)內(nèi)最高的。在軟件方面采用了多級遞變的電流算法。

在 120W 無線充電技術(shù)中，小米在線圈上使用了最新的多股繞線的技術(shù)，把納米晶屏蔽材料做了優(yōu)化，保證大功率的時候效率不會損失。

在散熱系統(tǒng)方面，小米將一塊 VC 均熱板直接置于充電 IC 處，電池正面熱量通過鋁合金中框散開，背面熱量通過占手機(jī) 60% 以上面積的專門加厚的石墨片散開。據(jù)稱在這些技術(shù)和設(shè)計下，200W 充電的溫度跟 120W 其實是基本相同的水平。

目前，無線充電技術(shù)的快速發(fā)展也受到了國家工信部的關(guān)注，工信部前段時間發(fā)布了一個征求意見稿，對無線充電功率限制為不超過 50W，這一方面也是處于對充電安全的考量。

對此，小米工程師說，工信部的動作表明國家開始規(guī)范無線充電，這是一件好事。國家開始管控后，市面上的第三方配件產(chǎn)品會提升自身產(chǎn)品質(zhì)量，更好地控制輻射。

當(dāng)然，征求意見中的 50W 限制，小米還是覺得有些低，目前也在與工信部做積極的交流。但是小米工程師明確說道，這個最終肯定要看工信部意見，如果國家的政策落地，小米肯定會按照國家規(guī)定走。

在小米看來，他們更希望的是不要設(shè)置功率上的限制，而是通過限制輻射來達(dá)到安全的目的。

三、隔空充電何時來？充電兼容性仍是老大難

前不久小米也推出了隔空充電技術(shù)，小米工程師說，小米聯(lián)合科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作，研發(fā)了很長一段時間，這項技術(shù)的復(fù)雜度和難度都不是目前磁感應(yīng)無線充電能比的。

但目前認(rèn)證、法規(guī)和安全都是非常重要的課題，小米在以上幾個方面都做了大量前期的預(yù)研和調(diào)研，還有技術(shù)儲備，為未來繼續(xù)做下一代充電技術(shù)打下基礎(chǔ)。

現(xiàn)在用戶其實在手機(jī)充電的兼容性上還存在很大痛點，不同品牌的手機(jī)各自都有自己的私有充電協(xié)議，充電器充其他品牌手機(jī)只能以很低功率充電。其實在未來實現(xiàn)一個規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一應(yīng)該是手機(jī)充電發(fā)展的大方向。

小米工程師說，其實目前開發(fā)自己的私有協(xié)議，就是為了保證大功率充電的安全性。當(dāng)然，這也造成了一些兼容性的問題。

不過目前經(jīng)過電信終端產(chǎn)業(yè)協(xié)會的努力，國家團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)融合快充協(xié)議正在積極向前發(fā)展，這會提升不同品牌充電器兼容的充電功率。

目前小米、華為、OPPO、vivo 等廠商其實都在向“一個充電器充所有設(shè)備”的方向發(fā)展，一個充電器解決不光是手機(jī)，還有筆記本電腦、平板等設(shè)備的快充。因此兼容性問題的解決也是每家都要做的。

四、充電組建“突擊隊”，兩年“充”到第一

有線和無線充電一直是小米的核心技術(shù)之一，也是雷軍在小米開發(fā)者大會上重點強(qiáng)調(diào)的自研技術(shù)。

目前小米和充電相關(guān)的專家團(tuán)隊、技術(shù)工程師主要分布在北京、上海、深圳、南京四個研發(fā)中心，涉及到的領(lǐng)域、部門和團(tuán)隊很多，包括主板充電架構(gòu)設(shè)計相關(guān)的基帶團(tuán)隊，電池、數(shù)據(jù)線、連接器和充電器的團(tuán)隊，結(jié)構(gòu)散熱的團(tuán)隊，軟件開發(fā)的團(tuán)隊，還有測試團(tuán)隊等等。

據(jù)小米工程師回憶，2017 年年中和年底，小米各領(lǐng)域的充電專家團(tuán)隊開始成立，當(dāng)時就定下了目標(biāo)，“能不能干行業(yè)最快的充電技術(shù)？”雷軍和一眾高管對于充電技術(shù)的研發(fā)都非常重視。

2019 年年初，經(jīng)過一年多努力，小米發(fā)布了 100W 有線快充，而去年 8 月份又首發(fā)了 120W 有線充電技術(shù)。在快充領(lǐng)域，小米近兩年的確走在了行業(yè)的前面。

五、200W 之后，快充的極限在哪里，無線何時取代有線？

手機(jī)快充發(fā)展的速度是超出我們想象的，2019 年手機(jī)充電功率還在 65W 左右，而 2020 年就來到了 100W 以上，2021 年更是達(dá)到了 200W，幾乎是以年均翻倍的速度在增長。

那么快充功率究竟有沒有發(fā)展上限呢？對此，小米工程師說，5 月份 PD 發(fā)布了快充協(xié)議升級，雖然是草稿，卻已經(jīng)支持了 240W 的技術(shù)。

未來技術(shù)演進(jìn)離不開新技術(shù)的探索和材料升級，包括充電芯片、電池和充電器、數(shù)據(jù)線、接口等等。如果哪天電池充電功率可以做到更高、阻抗做到更低、效率做到更高，理論上充電技術(shù)還會繼續(xù)升級。

在無線充電方面，小米工程師提到，目前有線充電依然占主導(dǎo)的主要原因，一方面就是無線充電的生態(tài)建設(shè)并不完善，公共場所無線充電裝置少，且功率低。

雖然無線充電技術(shù)的發(fā)展非常迅猛，但是相比有線充電來說還是不夠成熟，充電的體驗還是沒有有線充電那么便捷。

但未來無線充電的技術(shù)和生態(tài)建設(shè)比較完善的時候，甚至手機(jī)接口就會取消，小米工程師透露，也許明年后年有些廠商的手機(jī)就可能會取消充電接口。

結(jié)語：“百瓦快充”遠(yuǎn)不是手機(jī)充電的終點

通過與小米工程師的深入交流，我看到小米 200W 有線充電和 120W 無線充電背后，小米在定制化器件、電池材料、充電算法、堆疊設(shè)計方面所做出的創(chuàng)新，也能夠感受到小米對于充電這樣的核心技術(shù)研發(fā)，是十分重視的。

但我們也能看到，不論是有線充電面臨的輕薄、續(xù)航、速度之間取舍的技術(shù)挑戰(zhàn)，還是無線充電生態(tài)的建設(shè)，都還有非常多的問題等待著工程師們?nèi)タ朔?/p>

不管充電技術(shù)怎樣發(fā)展，便利我們的日常使用、升級我們的充電體驗，是始終不變的方向，我們也期待未來小米、OPPO、vivo 等頭部玩家能夠帶來更多創(chuàng)新的充電“黑科技”。

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