電子發燒友網報道(文/劉靜)無線充電是指不通過電導線而利用電磁波感應原理或是其他交流感應技術,在發送端和接收端用相應的設備來發送和接收產生感應的交流信號來進行充電的一項技術。
2017年科技巨頭蘋果首次為iPhone手機引入“無線充電”功能,此后無線充電技術在智能手機上不斷發展,并延伸應用到智能穿戴產品以及智能家居、無人機等等。2022年全球智能手機創下10年來最低出貨量,全年僅出貨12.2億部,同比下降約11.3%,無線充電在這一細分市場的增速顯著放緩。
汽車成為廠商無線充電延伸布局的新藍海,根據Markets and Markets的數據,2022年全球電動汽車無線市場規模將達到1500萬美元,預計到2027年,這一數據將增至3.77億美元,期間年復合增長率高達 88.4%。進入2023年,車載無線充電市場將如何發展呢?
南芯科技、伏達半導體和易沖半導體曾三分國內車載無線充電芯片市場。中國車載無線充電芯片市場在2023年呈現怎樣的發展趨勢?作為芯片公司要解決車載無線充電的哪些難點?國產廠商推出了哪些車載無線充電芯片新方案?帶著這些問題,電子發燒友于近日采訪了國內車載無線充電芯片重量級“玩家”易沖半導體的副總裁賀大瑋,他分享對車載無線充電行業的最新觀察及看法。
圖:易沖半導體副總裁賀大瑋
無線充電向經濟車型延伸,50W高功率快充安全性持續優化
“在今年四月份的上海車展現場,我們很高興地發現,目前車載無線充電已經在新能源車上全面鋪開,并在持續向15萬以下的經濟型車延伸。2023年車載無線充電市場的總量將持續增長,具體到產品類型,我們預估國內及合資品牌的中高端車的配置以高功率私有快充為主,外資車型及國內經濟車型以15W為主”易沖半導體副總裁賀大瑋表示。
據了解,15萬以內的車型,如比亞迪元PLUS、小鵬G3i、奇瑞艾瑞澤GX、吉利帝豪EV等均已配備無線充電。目前車載無線充電方案有兩種:15W Qi v1.3 EPP方案和最大支持50W高功率私有快充方案。15W EPP的方案價格已經被廣泛接受,Buck-boost等電源類IC、無線充Tx IC、CAN MCU、NFC等無線充電相關芯片,市場價格目前已均趨于穩定。
而50W高功率無線充電在過去是高端車型的標配,像問界M5搭載的就是40W無線快充,經濟車型鮮少有看到搭載50W的。去年8月,哈弗酷狗新發布的四款15萬以內的潮酷版、潮音版、潮動版、潮野版車型,拉開經濟車型搭載行業首個車載50W無線閃充的先河。
易沖半導體透露,它們的客戶大部分都快要推出50W車載無線充電產品了,一些合資品牌也表現出了強烈興趣,很多客戶已在立項研發。不過目前高功率私有快充作為一個新產品,從無到有,從有到多必然會經歷一個過程,相信在不久的將來會看到50W高功率無線充出現在更多的汽車終端上。
談及車載無線充電的技術難點,除了降本、提高充電功率外,“汽車在行駛過程中用戶對手機進行持續充電,這種場景下對充電自由度的要求比消費級充電場景要高很多,對充電方案的技術挑戰更大。車載無線充電方案需要在高自由度下實現穩定充電,并且兼顧異物檢測(FOD)性能,確保充電的安全性,讓所有的手機都能安全,可靠地在車上進行充電。”賀大瑋進一步補充到車載無線充電的兼容性和安全性。
自2010年發布無線充電Qi標準以來,在國內外廠商的努力下,無線充電技術日益成熟。今年1月,WPC無線充電聯盟推出新一代的無線充電標準Qi2,各大車廠都表現出對集成v2.0有濃厚的興趣。新標準也進一步提高的充電功率,進一步驅使車載無線充電走向50W大功率。
無線充電功率大了,會不會對機車造成干擾,引發安全事故?對于這個問題,賀大瑋表示,“無線充電在設計及驗證階段,除正常的功能測試外,還需要按照車廠的電性能及EMC測試標準進行完善的可靠性測試,通過測試的產品不會對車機或其他車載電器產生干擾,更不會引發安全事故。”
在高功率私有快充方案上,的確存在一些手機在無線充電過程中發熱的現象。因為車載無線充模塊充電自由度(距離、偏移度)相對要求較高,導致在偏移大的位置充電效率較低,發熱相對較大。這方面需要依靠優化線圈設計及充電模塊的結構設計,增強散熱能力來改善。一些Tier 1在嘗試加大散熱風扇的功率,增強風通量等來進一步給手機降溫。相信經過多方面優化后,未來50W高功率私有快充方案可以減少發熱,讓消費者獲得更好的車載充電體驗。
易沖半導體陸續推出新品,搶占50W車載無線快充市場
易沖半導體2016年在四川成立,團隊規模有400多人,主要聚焦高性能模擬及混合信號芯片設計業務,產品涵蓋AC/DC、快充協議芯片、線纜IC、USB端口保護IC、無線充電芯片、開關充電芯片、電荷泵以及相關電源管理芯片等,構建打通了從220V電源到電池全鏈路的產品體系。
在無線充電這一細分行業,易沖半導體是全球第一家推出兼容Qi標準無線充電芯片產品的公司,并在國內率先把產品打入智能手機、可穿戴設備、智能家居等應用領域。在車載應用領域,易沖半導體亦是先驅芯片廠商之一。
“早在2016年,我們第一代車載無線充電芯片CP-SA2就應用在豐田車型上,搭配自研的B系列多線圈架構,是業界第一批車載無線充電的芯片及方案提供商,這為易沖半導體后續在車載無線充領域的發展開了一個好頭。”賀大瑋說道。
據了解,目前易沖半導體在車載無線充電領域,量產的芯片共有兩顆,分別為CPSQ8100和CPSQ5206。其中CPSQ8100是易沖半導體2018年推出的第一顆車載無線充電芯片。在采訪中,賀大瑋詳細介紹道,“這是一顆高集成度的專門為車載無線充電而設計的Tx SoC芯片。它內部集成了FSK調制電路、ASK解調電路、Q值檢測電路及MOS驅動等外設,最大程度簡化了車載無線充電系統的電路設計、降低BOM Cost的同時也提升了系統的靈活性。既可以做15W也可以做大功率,區別只是外圍的功率器件。CPSQ8100集成了Q值檢測電路,多路電壓電流解調通道,能適應車載無線充結構高度較大的工作環境。”
憑借優異的產品質量,易沖半導體收獲了眾多主機廠客戶的認可,CPSQ8100成功進入比亞迪、奇瑞、長城、長安阿維塔等老牌主機廠以及蔚來、理想、小鵬等造車新勢力。賀大瑋向電子發燒友透露,“還有更多主機廠的項目正在開發中,今年就會開始陸續進入量產。”
CPSQ5206是易沖半導體為搶占50W高功率車充市場而推出的一款新品,這是新品是一顆同步Buck-boost Controller IC,額定輸入電壓范圍可以達到3.8V-36V,最高輸入電壓40V,輸出電壓范圍為2-36V,可以10mV為步進靈活調壓,輸出電流最高可達8A,比常見的集成MOS的Buck-boost converter更能滿足50W大功率車載無線充系統對輸入功率的需求。
易沖半導體的官微顯示,其在4月底又發布了一款高集成的USB PD3.0協議車載快充芯片CPSQ8841。賀大瑋表示,“車載是公司的重點發力方向,我們會根據市場反饋,在今年陸續推出新的無線充電產品。一方面是適應Qi協議升級,給主機廠提供支持MPP的車載充電方案。另一方面針對50W高功率私有快充,提升充電性能和兼容性,優化整體方案架構。”
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