Producenci smartfonów dotarli do przysłowiowej ściany w kwestii pojemności akumulatorów. Na razie nie da się z nich "wycisnąć" więcej, bez zwiększania ich gabarytów. Wszystko wskazuje jednak na to, że pojemność baterii przestaje być już kluczowa. Ważniejsza okazuje się szybkość ładowania. Jednym z pionierów technologii szybkiego ładowania jest firma OPPO. Przyjrzyjmy się jej osiągnięciom.
OPPO wprowadziło technologię szybkiego ładowania w 2014 roku, jako jeden z pierwszych producentów smartfonów na świecie. Rozwiązanie to pojawiło się najpierw w droższych, flagowych smartfonach, by z czasem trafić do modeli zdecydowanie przystępniejszych cenowo - choćby do najnowszej serii OPPO Reno7. Te atrakcyjne wizualnie smartfony, choć oferowane znacznie taniej, niż flagowce, również dysponują naprawdę szybkim systemem ładowania. Dzięki mocy 65 W, ich baterie można napełniać w zaledwie pół godziny. Warto dodać, że podobnie, jak w przypadku pozostałych modeli, OPPO dodaje do zestawów ładowarki, pozwalające wykorzystać w pełni możliwości SUPERVOOCTM. Jeśli dodamy do tego jasne i wyraźne wyświetlacze, wysokiej jakości aparaty fotograficzne czy wydajne wnętrze – otrzymamy wyjątkowo atrakcyjną całość.
Stworzony i opatentowany przez OPPO system szybkiego SUPERVOOCTM doczekał się już kilku kolejnych generacji, trafił również do smartfonów ponad dwudziestu innych marek. Technologie ładowania opracowane przez OPPO zostały także docenione przez organizację DXOMARK. Smartfon Oppo Reno 6 5G zajął pierwsze miejsce w globalnym rankingu DXOMARK w kategorii "najlepsza bateria". Oceniano sprawność baterii, biorąc pod uwagę trzy czynniki – ładowanie, wydajność oraz czas pracy baterii.
Dane z listopada 2021 roku pokazują, że z technologii szybkiego ładowania OPPO korzysta już 220 mln użytkowników. Dlaczego rozwiązanie to jest tak chętnie stosowane?
SUPERVOOCTM to rozwiązanie kompleksowe. By system szybkiego ładowania działał efektywnie i bezpiecznie, nie wystarczy po prostu zbudować ładowarki o wyższej mocy. Do rozwiązania trzeba podejść całościowo, zaczynając od optymalizacji zużycia energii przez smartfon, poprzez odpowiednią konstrukcję samego akumulatora i przewodu zasilającego, kończąc oczywiście na ładowarce, która także ma inną budowę, niż klasyczna, o mocy 5 czy 10 W. Każdy z tych elementów jest równie istotny i ma równy wypływ nie tylko na wydajność całego układu, ale i na trwałość akumulatora czy bezpieczeństwo ładowania.
Zamiast jednego - dwa akumulatory!
Być może zauważyliście, że od pewien czas temu OPPO zaczęło podawać w specyfikacjach swych smartfonów dziwnie niewielkie pojemności akumulatorów. Nie stało się to jednak dlatego, że producent nagle postanowił zmniejszyć pojemność baterii czy znalazł cudowny środek na to, by smartfon zużywał o połowę mniej energii. Powodem tej zmiany było zastosowanie... dwóch akumulatorów. Najprościej wyjaśniając - w specyfikacji widzieliśmy pojemność tylko jednej baterii, którą należało zdublować, by uzyskać rzeczywistą pojemność ogniw, jakie mamy w smartfonie. Prowadziło to do pewnych nieporozumień, dlatego teraz OPPO podaje już sumaryczną pojemność obu baterii - ale wciąż są one dwie, połączone szeregowo. Po co?
Chodzi oczywiście o bezpieczeństwo procesu ładowania, a także trwałość akumulatora. Jak wiemy, podczas ładowania akumulator się nagrzewa. Im jest ładowany z większą mocą i napięciem - tym bardziej. A wysoka temperatura jest zabójcza dla ogniw w technologii litowej. Nie tylko skraca ich żywotność, ale w skrajnym przypadku może doprowadzić do całkowitego zniszczenia baterii, a nawet jej zapłonu. By temu zapobiec, trzeba zmniejszyć napięcie i moc docierającą do akumulatora - ale to z kolei oznacza wydłużenie procesu ładowania. Rozłożenie dostarczanej mocy na dwie osobne baterie to optymalny kompromis.
Dzięki zastosowaniu dwóch akumulatorów, prąd podawany na każdy z nich jest taki sam (5 A w przypadku SUPERVOOCTM oraz 6,5 A SUPERVOOCTM 2.0), a napięcie podawane na ogniwa (10 V) jest dzielone na pół po 5 V na każde ogniwo. Dzięki temu, żadna z dwóch baterii nie nagrzewa się zanadto, a jej naturalne zużycie nie odbiega od poziomu notowano przy klasycznym, wolniejszym ładowaniu. Ładowanie z niską mocą jest mniej problematyczne - ale niepraktyczne. Dlatego trzeba szukać "złotego środka".
Specjalne układy zarządzające procesem ładowania
Zależnie od stopnia naładowania, temperatury otoczenia i poboru energii przez smartfon, moc ładowania musi być w trakcie procesu zmieniana tak, by zawsze przebiegał on w optymalny sposób: był zarazem efektywny, jak i bezpieczny. Dba o to specjalny układ MCU - czyli wewnętrzny mikroprocesor sterujący ładowaniem. Automatycznie dostosowuje on moc ładowania do warunków, w jakich znajduje się bateria. Kolejny z systemów - BMS (Battery Pack Management System) dba z kolei o to, by każde z ogniw ładowało się i rozładowywało w jednakowym tempie. Chodzi o to, by nie dopuścić do przedwczesnego zużycia któregoś z nich.
Skąd telefon wie, jak szybko się ładować?
Zapewne zastanawiacie się teraz, w jaki sposób smartfon reguluje moc ładowania podczas całego procesu? Jakim sposobem czasem ładuje się szybciej, a czasem przez całą noc? OPPO stosuje w swych smartfonach specjalne oprogramowanie, które "uczy się" nawyków użytkownika, analizując sposób wykorzystywania telefonu. Innymi słowy, smartfon analizuje sposób, w jaki go używamy i rejestruje pewne stałe schematy. Jeśli zwykle podłączamy smartfon na całą noc i wstajemy o ósmej, ładowanie będzie przebiegało tak, by na tą godzinę bateria była naładowana, ale nie będzie ładowana z pełną możliwą mocą, bowiem nie ma takiej potrzeby. Oczywiście - jeśli wyjątkowo ustawimy budzik na wcześniejszą godzinę - telefon napełni baterię szybciej tak, żeby o porze wstawania była pełna. Chodzi o to, by nie używać pełnej mocy ładowania bez potrzeby, a także by nie ładować baterii zbyt długo, co również jej szkodzi.
Akumulatory jednak mogą być długowieczne!
OPPO stosuje akumulatory typu Li-Po (litowo polimerowe). W odróżnieniu od typowych Li-Ion (litowo jonowych, od których się wywodzą), zastosowano w nich elektrolit w formie polimeru, zamiast płynnego. Dzięki temu same ogniwa mogą być bardziej płaskie, a do tego mogą przyjmować dowolny kształt, przez co łatwiej je umieścić w obudowie telefonu. Są też dużo lżejsze, a ich trwałość jest podobna, jak w przypadku Li-Ion. Zwykle oscyluje ona w okolicy 800 cykli ładowania, ale dla OPPO to za mało. Firma pracuje na tym, by smartfonowe baterie wolniej traciły swe pierwotne możliwości, pozwalając na dłuższą eksploatację smartfonu. Przykładowo, we wprowadzonym niedawno na nasz rynek efektownym flagowcu OPPO Find X5 Pro znajdziemy baterie o łącznej pojemności 5000 mAh, które napełniają się w zaledwie 35 minut, a specjalny system Battery Health Engine - oparty o autorskie technologie Smart Battery Health Algorithm i Battery Healing - zapewni, że bateria zachowa 80% swej pojemności nawet po 1600 cyklach ładowania. To dwa razy dłużej niż średnia rynkowa.
Przyszłość szybkiego ładowania
Jaka jest przyszłość szybkiego ładowania? Jakimi ścieżkami będzie podążać rozwój technologii SUPERVOOCTM? Właściwie, przyszłość mogliśmy zobaczyć już w lutym tego roku, na targach MWC, gdzie OPPO na swym imponującym stoisku prezentowało swe ostatnie osiągnięcia. Zaprezentowano tam technologię SUPERVOOCTM o mocy 150 W. Dzięki niej, napełnienie baterii o pojemności 4500 mAh zajmie niecały kwadrans, zaś naładowanie jej do połowy - tylko około 5 minut! W rozwiązaniu tym wykorzystano wspomniany wcześniej Battery Health Engine, sprawiający, że bateria okaże się trwalsza, niż w przypadku konkurencyjnych rozwiązań. Technologia 150 W SUPERVOOCTM będzie dostępna komercyjnie już w drugim kwartale tego roku.
To jednak nie jest jeszcze koniec. Na MWC poznaliśmy jeszcze rekordową technologię 240 W SUPERVOOCTM. Pozwala ona na naładowanie baterii o pojemności 4500 mAh od 1% do 100% w około 9 minut. Czy mając do dyspozycji tak szybkie ładowanie, będziemy jeszcze zwracać uwagę na to, czy bateria smartfona ma 4000 czy 5000 mAh...? OPPO oczywiście nie zapomina tu o bezpieczeństwie - cały układ jest naprawdę rozbudowany. Przykładowo, temperaturę ładowanego smartfonu mierzy aż 13 czujników, a specjalny inteligentny układ monitoruje, czy bateria nie została uszkodzona przez czynniki zewnętrzne. Do tego w 240 W SUPERVOOCTM mamy jeszcze pięć różnych zabezpieczeń oraz inteligentny układ sterujący, który kontroluje napięcie i natężenie prądu oraz temperaturę.
Kto wie, może z czasem w ogóle pożegnamy akumulatory? To możliwe, choć na razie jedynie w urządzeniach o niewielkim zapotrzebowaniu na energię. OPPO opracowało technologię Zero-Power Communication, dzięki której urządzenia IoT będą w stanie pobierać energię przez Bluetooth, WiFi i sygnał komórkowy. Dzięki niej, urządzenia Internetu Rzeczy będą mniejsze, lżejsze, bezpieczniejsze i tańsze, a także przyjaźniejsze dla środowiska. Technologia Zero-Power Communication ma być dostępna komercyjnie w ciągu 3–5 lat.
R E K L A M AMożna też bezprzewodowo...
Równolegle z technologiami szybkiego ładowania przewodowego, OPPO rozwija również ładowanie indukcyjne. Zwykle cechuje się ono zdecydowanie mniejszą efektywnością od klasycznego. Wynika to z samej natury wykorzystywanego zjawiska indukcji elektromagnetycznej, w którym straty energii między cewką ładowania a smartfonem są wysokie. Mimo to, inżynierom OPPO udało się już stworzyć system dość szybkiego i efektywnego ładowania bezprzewodowego. System OPPO AIRVOOCTM osiąga moc 50 W, czyli taką, jak wiele konkurencyjnych rozwiązań przewodowych. W praktyce, opcja ta pozwala bezprzewodowo naładować baterię w niecałą godzinę. W tej dziedzinie również czaka nas jednak dalszy rozwój, łączący się z coraz wyższą efektywnością ładowarek... A kto wie, z czasem, może w ogóle się ich pozbędziemy na rzecz ładowania "powietrznego"...
Materiał przygotowany we współpracy z OPPO.
