在什么都講究速率的今天,充電也走上“快速路”,從手機(jī)、筆電到電動(dòng)汽車,快充發(fā)展如火如荼。那么快充的發(fā)展現(xiàn)狀如何?連接器這個(gè)傳輸電的關(guān)鍵元器件隨著快充的發(fā)展需要作出什么樣的改變?它會(huì)給連接器企業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈帶來什么樣的影響?《國(guó)際線纜與連接》本期將聚焦快充市場(chǎng),來尋找這些答案。
快充日漸成為剛需
快充是什么時(shí)候發(fā)展起來,并進(jìn)入人們的視野和生活的呢?
大概是在2011年,從三星的Galaxy Note手機(jī)附贈(zèng)的區(qū)別于常規(guī)5V輸出電壓的5.3V充電頭開始,提升了充電頭和線的電壓和電流傳輸效率。
但將“快充”推向消費(fèi)者,讓人們真正意識(shí)到充電“快”與“慢”區(qū)別的是OPPO,它的廣告語“充電5分鐘,通話兩小時(shí)”在2014年傳遍了大街小巷。
隨后,快充快速發(fā)展起來,以智能手機(jī)和筆記本電腦為先,拓展到數(shù)碼產(chǎn)品、智能家電、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。
以手機(jī)快充為例,根據(jù)IDC發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示,2020年全球智能手機(jī)銷售量為12.9億臺(tái),銷量前5名分別是三星、蘋果、華為、小米和VIVO,合計(jì)9.208億部。值得注意的是,這幾家手機(jī)廠商都是智能快充的積極推動(dòng)者。
蘋果公司最新發(fā)布的Iphone 12全系支持USB PD快充。安卓系手機(jī)推廣得更快,主要以大功率快充為主,從20W到65W、100W甚至130W。
各大手機(jī)品牌商在發(fā)展自身快充私有協(xié)議的同時(shí)兼容USB PD快充協(xié)議,并發(fā)布了多款基于TYPE-C接口的PD快充充電器,最大能支持100W充電。
此外,快充的重要技術(shù)——氮化鎵技術(shù)在近兩年爆發(fā),小體積、大功率、低溫升的特性助推氮化鎵快充充電器迅速成為主流。
其實(shí)快充的發(fā)展是必然的。人們對(duì)電子產(chǎn)品的日使用時(shí)長(zhǎng)與日俱增,但因電池本身特性、體積、重量以及成本等因素限制,電池的整體容量上升較為緩慢,快充是解決電池續(xù)航問題的有效方案之一。
“未來充電速度加快是一個(gè)趨勢(shì),因?yàn)橐鉀Q消費(fèi)者充電耐心度的問題。市場(chǎng)有需求,我們上游的供應(yīng)商必須要解決它的痛點(diǎn)?!鄙钲谑胁讲骄萍加邢薰究偨?jīng)理李建浦說。
當(dāng)快充成為剛需,每臺(tái)充電設(shè)備都配備一個(gè)快充,快充的市場(chǎng)體量劇增,與之配套的快充零部件的市場(chǎng)前景也將十分可觀。
快充的小型、多口、大功率趨勢(shì)
快充技術(shù)是通過提高電壓或電流來實(shí)現(xiàn)單位時(shí)間內(nèi)向電池充入更多的電,以縮短充電時(shí)間。
據(jù)了解,快充的發(fā)展方向主要為小型化、大功率化和多口化??斐涞陌l(fā)展需要對(duì)設(shè)備和充電器內(nèi)部元器件及傳輸線路進(jìn)行升級(jí),包括氮化鎵材料應(yīng)用、快充電源芯片、TYPE-C產(chǎn)品、傳輸線纜等。
專門提供快充整體方案和快充芯片的芯源系統(tǒng)有限公司現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師王若宇認(rèn)為,現(xiàn)在市場(chǎng)上的快充在氮化鎵技術(shù)的支撐下大都在往小型化、大功率化發(fā)展;其次,用戶的需求正往多口化的方向發(fā)展。
如果未來充電頭的傳輸功率為100W,配幾個(gè)TYPE-A/C口,如此便可以同時(shí)給多臺(tái)手機(jī)充電,或直接給一臺(tái)電腦進(jìn)行全功率充電。
“以前的充電器只帶一個(gè)口,也就只能給一個(gè)手機(jī)充電?,F(xiàn)在可能會(huì)往3口、4口的方向發(fā)展,幾個(gè)接口之間還要具備功率共享的功能?!蓖跞粲钫f,給出門旅行或辦公的用戶帶來方便,減少背包重量的同時(shí)還對(duì)環(huán)保有所貢獻(xiàn)。
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快充連接器的大電流、低溫升趨勢(shì)
連接器是傳輸電流的關(guān)鍵元器件,電流從充電頭傳輸?shù)皆O(shè)備電池,整條線路都需要連接器來支撐??斐涞陌l(fā)展離不開連接器的助力,但也對(duì)連接器端子的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了一定挑戰(zhàn),如需要采用導(dǎo)電性高的材料,使得連接器得以承受大電流傳輸,同時(shí)降低溫升。
(一)機(jī)內(nèi):板對(duì)板連接器是實(shí)現(xiàn)快充的關(guān)鍵
“快充其實(shí)最主要的是小型的板對(duì)板連接器?!睆V瀨(中國(guó))企業(yè)管理有限公司市場(chǎng)主管曹培浩說,快充線路中的連接器需要保證足夠強(qiáng)的過流能力和可靠性。
以手機(jī)快充為例,實(shí)現(xiàn)手機(jī)電源板與電池之間的連接,板對(duì)板連接器在短時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)碾娏餍枰銐虼?,也就是過流能力要足夠強(qiáng)。
“原來的板對(duì)板連接器可以載流10A,現(xiàn)在可能要短時(shí)間內(nèi)過流15A。這對(duì)機(jī)內(nèi)板對(duì)板連接器有一定的要求?!辈芘嗪普f,廣瀨目前正在推進(jìn)相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)。
(二)機(jī)外:TYPE-C連接器取代現(xiàn)有的一些外接口
TYPE-C是隨著快充發(fā)展起來的一款連接器,在快充產(chǎn)業(yè)鏈中起著關(guān)鍵的作用。
近年來手機(jī)端、手提電腦、平板電腦端的充電接口逐漸變成了TYPE-C接口。TYPE-C最高能支持40Gbps的傳輸速率和100W的傳輸功率,各設(shè)備接口還可以相互兼容,一根TYPE-C線可以給各個(gè)設(shè)備充電。
李建浦告訴《國(guó)際線纜與連接》記者:“TYPE-C是步步精近幾年布局的一個(gè)戰(zhàn)略產(chǎn)品線,TYPE-C在未來3-5年內(nèi)取代現(xiàn)有的一些外接口是必然的趨勢(shì)?!?
優(yōu)群科技股份有限公司業(yè)務(wù)經(jīng)理陳政賢也認(rèn)為:未來的外部接口趨勢(shì)就是TYPE-C接口,甚至未來HDMI、D-sub都會(huì)被TYPE-C取代,市場(chǎng)潛力巨大。
但TYPE-C的制造門檻較高,具有研發(fā)周期長(zhǎng)、投入代價(jià)高、毛利高凈利低、迭代更新快等特性。
“TYPE-C要考慮它的EMI、穩(wěn)定性、過流能力、信號(hào)傳輸以及平整度等問題?!标愓t說,整套生產(chǎn)工序一般而言需要8-11套模具,加上研發(fā),一顆產(chǎn)品可能需要花費(fèi)幾百萬人民幣。
TYPE-C產(chǎn)品具有兩個(gè)發(fā)展趨勢(shì):高頻和大電流。其中高頻指的是傳輸數(shù)據(jù)方面,大電流是指快充方面。
目前市場(chǎng)上快充主流的電流是5A,搭載20V的電壓就可以傳輸100W功率。隨著充電功率的加大,TYPE-C的載流能力也往更高的方向發(fā)展,如8A、10A等。深圳市創(chuàng)聯(lián)精密五金有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人郭勤明提到,最新推出的氮化鎵主要用于TYPE-C的母座,助力TYPE-C達(dá)到大電流、高速傳輸,但對(duì)端子的材質(zhì)、PIN針寬度設(shè)計(jì)有一定的要求。
(三)電動(dòng)汽車:快充充電槍做好接觸電阻和滅弧處理
電動(dòng)汽車也有快充的需求,電池的續(xù)航能力和充電的便攜性成為了消費(fèi)者的“痛點(diǎn)”,快充技術(shù)是解決電動(dòng)汽車充電便捷性的關(guān)鍵突破口。
菲尼克斯行業(yè)經(jīng)理咼超認(rèn)為,電動(dòng)汽車的快充需要注意兩個(gè)問題:接觸電阻和電弧。
由于快充電流必須要大,而發(fā)熱主要與電流、電阻有關(guān),因此一定要控制好連接器接觸電阻;滅弧則是由于在大電流連接器斷開的時(shí)候,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)類似于閃電一樣的電弧,一定要及時(shí)滅掉電弧,避免造成額外的損傷。
“因此在選材、連接、壓緊力等一整套都要做到最好,以保證接觸電阻降到最優(yōu)值;同時(shí)做好滅弧技術(shù)。如果處理好這兩個(gè),快充充電槍也就基本做好了?!眴J超說。
有線和無線快充推動(dòng)TYPE-C發(fā)展
在消費(fèi)電子領(lǐng)域,快充具有兩個(gè)發(fā)展趨勢(shì):有線快充和無線快充。其中有線快充是現(xiàn)在的主流,以大功率快充為主,市場(chǎng)上100W以上的充電器相繼被推出。
“快充功率達(dá)到60W以上的,目前TYPE-C是唯一的接口,百W有線快充的發(fā)展會(huì)加速TYPE-C的應(yīng)用和滲透?!崩ド饺轿浑娮涌萍加邢薰臼袌?chǎng)總監(jiān)翟重陽說。
而無線快充也是各廠商沖刺的方向。李建浦認(rèn)為:“無線快充行業(yè)現(xiàn)在正在突破,目前面臨著充電轉(zhuǎn)換率的問題,但這個(gè)行業(yè)未來一定能發(fā)展起來,因此這個(gè)客戶群體也是我們重點(diǎn)關(guān)注的?!?
但目前來看,主流還是有線快充。無線快充設(shè)計(jì)成本非常高,一旦成本降下來,就會(huì)得到更快的發(fā)展。“但是目前還沒有看到成本的下降,可能還需要經(jīng)歷漫長(zhǎng)的發(fā)展過程?!辈芘嗪普f。
無論是有線快充,還是無線快充,都會(huì)需要用到TYPE-C連接器?!盁o線快充的底座也需要接口,所以TYPE-C的應(yīng)用不會(huì)因?yàn)闊o線快充的普及而有任何的減少,只會(huì)更多?!钡灾仃栒f。
近年來國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了很多TYPE-C企業(yè),隨著大電流(快充)和高頻的發(fā)展,讓TYPE-C接口的工藝越來越復(fù)雜,考驗(yàn)連接器企業(yè)的研發(fā)實(shí)力。優(yōu)勝劣汰,未來的外部接口市場(chǎng)必然由擁有研發(fā)能力的企業(yè)來瓜分。
總結(jié)
快充現(xiàn)在是一個(gè)快速增量的市場(chǎng),其發(fā)展是必然的,但快充只是續(xù)航的一個(gè)輔助手段,解決用戶續(xù)航痛點(diǎn)的關(guān)鍵還要看電池的容量以及設(shè)備的耗電速度,此外快充是否會(huì)損壞電池的生命周期也值得商榷。而對(duì)于連接器廠商來說,根據(jù)快充發(fā)展調(diào)整整體設(shè)計(jì)方案,提供出優(yōu)質(zhì)且成本低的連接器,便是其對(duì)快充發(fā)展的最大貢獻(xiàn)。
本文來源:嗶哥嗶特資訊網(wǎng)