描述电子发烧友网报道(文/莫婷婷)在今年上半年的智能汽车市场,赛力斯表现抢眼:问界M5在交付低87天后单车车型交付破万,问界M7上市7小时,订单量突破5万.与华为深度合作的小康股份市值也持续拉升,截至7月1日,总市值达到1159亿.为何问界车型能在智能汽车获得如此快速的成长?
电子发烧友网在调研后发现,不少车主都表示问界M5车机流畅提高了使用体验.这或许是得益于华为鸿蒙智能座舱提升了问界M5的智能座舱性能.值得关注的是,问界M5搭载的是40W无线快充,这也是目前智能汽车中手机无线充最大功率的车型.但目前,大多数的智能汽车基本标配15W的手机无线充,例如近期发布的理想L9.
图源:问界M5官网
作为理想汽车全新智能旗舰全尺寸SUV,理想L9售价45.98万元.问界M5售价25.98-33.18万元.在手机无线充功能方面,尽管理想汽车表示后续可以替换成对应协议的无线快充方案,但也不能改变"原配"是15W的事实.那么,为什么售价超45万的智能汽车,车载手机无线充仅支持15W呢?高功率的无线充技术在30万元-50万元的智能汽车是否会普及?智融科技销售总监黄欣健以及业内专业人士将分享最新观点以及解决方案.
高端智能汽车标配50W车载无线充成为可能在智能汽车发展过程中,智能座舱从屏幕显示,网络连接技术,充电技术等多方面加速创新.在充电技术方面,无线充电技术的渗透率不断加快,智研咨询数据显示,2021年中国手机领域用无线充电市场规模接近70亿元,同比增长9.6%.目前,智能手机等消费级无线充电器主要采用的是以Qi标准为代表的磁场感应技术,为了进入手机无线充市场,多家手机品牌厂商均完成了Qi认证,包括三星,华为,苹果,小米,oppo,vivo等.在手机品牌厂商与汽车厂商的合力之下,车载手机无线充市场的渗透率也将进一步扩大.
高功率是现阶段充电技术迭代的方向.只不过,电子发烧友网发现当前车载手机无线充电技术在汽车应用方面的充电功率基本维持在15W左右,例如小鹏P5,蔚来ET7,小鹏G3和领克05系列的手机无线充功率约为10W左右,统计中最大功率的手机无线充来自华为问界M5.
图:部分智能汽车的手机无线充支持功率
电子发烧友网根据公开资料整理与终端应用形成对比的是,业内功率最高的充电解决方案已经达到了100W,例如伏达半导体的第二代电荷泵快充产品 -  - NU2205,这是一款100W单芯片电荷泵快充芯片,另外还有易冲半导体的50W车载无线充电方案CPSQ8100等等.为什么高功率的解决方案已准备好,但是上车进程相对较慢呢?
智融科技销售总监黄欣健提到了两大方面,一是使用场景不同,与智能手机的充电场景不同的是,车充不是带电池移动设备,对大功率快充没有刚需.二是汽车供应链链条很长,一个新技术新产品从开发到落地到前装车身需要5年甚至更长的时间,需要更长的周期普及到大功率快充.
与大多数技术在迭代过程中会遇到挑战一样,车载有线充电和无线充电在往更大功率方向发展时也会遇到问题,国内电源管理芯片知名厂商向电子发烧友表示,"车载无线充电在发展过程中遇到的问题主要是因为高于15w的方案各家的私有通信协议不兼容,所以如果要兼容各个不同手机,方案会很复杂,成本也很高.这需要各个公司,产业一起推动打破壁垒,降低成本,才能带来更快速的发展."
也就是说如果理想L9的车载手机无线充支持功率要高于15W,还得解决协议兼容的问题.不过理想汽车也提出了另一个解决方案:改装成对应协议的无线快充方案.尽管不如原装省事,同样也是能实现高功率无线充电.
当下的车载充电技术在向大功率迭代时,无论是有线还是无线一般都是采用私有协议.对于此,黄欣健认为,私有协议为有技术实力的厂商增加了功能卖点和产品差异化亮点,针对通用型配件市场,ASIC产品会更有性价比,但是针对私有协议就需要定制型MCU base的产品."除了车载无线充,车载USB充电也非常关注兼容性,要能够给各类品牌手机进行快充,就需要协议芯片具有很好的协议兼容性."
在市场需求的驱动下,为了让终端设备支持不同的快充协议,提高消费者的充电体验,瑞萨电子,伏达半导体,智融科技等国内芯片公司和厂家都在朝着同一个方向努力.就在今年3月,瑞萨电子发布新一代经WPC Qi 1.3认证的车载舱内无线充电参考设计.瑞萨电子表示,该参考设计符合无线充电联盟(WPC)Qi 1.3标准EPP(扩展电源配置)的15W充电要求.此方案可支持无线充电私有协议,并能够提供50W的功率.
图源:瑞萨电子
值得期待的是,由长安汽车,华为以及宁德时代共同打造的阿维塔11将标配更大功率的车载手机无线充电,业内媒体指出部分品牌手机可达最高50W无线充电功率.这意味着,50W的车载手机无线充将是可能,未来更高功率的车载手机无线充将成为高端智能汽车的标配.
另一家数模混合SOC芯片原厂智融科技走的正是一条数模结合的技术路线,为不同客户提供不同类型的产品.值得关注的是,智融科技是国内最早做多协议快充芯片的厂商之一,其15W发射端无线充电芯片也在后装市场逐渐开始落地出货.
安全问题亟待解决,电源芯片厂商逐一破局随着智能座舱成为智能汽车的标配,车载手机无线充电也随之成为智能座舱的标配.近两年,造车新势力的新车型中基本会配有手机无线充电的功能.根据申万宏源的调研数据,新势力的手机无线充电功能渗透率高于传统车厂64.73%.目前手机无线充电功能并不是车企的宣传重点,但比亚迪等新能源汽车的龙头企业早升级了该功能.
数据来源:申万宏源仍然需要注意的是,汽车无线充电解决方案相较于普通消费类芯片有着更加严格的要求.国内电源管理芯片知名厂商告诉电子发烧友网,车规级芯片因涉及驾乘安全,其具有高可靠性,高安全性,高一致性,极低效率,长期供货等特点,这些在认证环节需重点关注,如AEC-Q100对车规级芯片的要求就包括环境,运行稳定,可靠性,一致性,产品生命周期,良率要求测试等,缺一不可.因此,进入车规级芯片这一赛道的企业除了技术层面的考量,非技术层面的实力也至关重要.总结来看,进入汽车供应链通常需要具备四大要素:一是技术实力强大;二是产品线丰富;三是质量管控体系可靠;四是具备一定的规模与体量,保证供应稳定.黄欣健也同样提到了无线充电技术需要关注的问题还是效率和安全性问题.
在这方面,伏达半导体在2021年就推出了通过车规级认证的无线充智能全桥芯片NU8015Q和NU8040Q,支持15W和40W无线充电输出.根据介绍,这两颗芯片均支持输入欠压闭锁,过压保护,过流保护和过热关机等完善的保护功能,环境温度范围支持-40℃到105℃.
无线充电技术存在的技术瓶颈,也让我们需要必须了解到:在技术还未成熟时,充电技术并不能一味追求大功率.在相关汽车论坛中,笔者发现有不少车主反馈了手机无线充电功能中的存在的安全问题,被提及次数最多的是"发热问题".从汽车论坛上可以看到,不少比亚迪汉系列车主都有反馈无线充电板位置发热,另外也有车主表示充电之后,手机也会发热.
目前,业内部分车载手机无线充电解决方案采用的是全桥内置MCU,内置功率管的SOC方案,黄欣健表示,这样的方案会很容易出现发热问题.为此,智融科技采用以外置MOS,外挂MCU为主的解决方案,"这样设计更灵活,也能更好地解决发热问题".
在安全问题尚未解决之前,这或许就是工信部将无线充电传输功率限制在50W及以下的原因之一.也或者,理想L9的15W车载手机无线充电不是最好的充电方案,却是当下最适合大众的充电方案.当前,最新的Qi协议已经针对安全性做了升级,未来更高功率的解决方案也将逐渐适配智能手机.
对于芯片厂商而言,在汽车芯片供应链危机之后,部分车载充电产品,PD协议逐渐开始接受工业级芯片,使得国产芯片有机会进到前装市场.黄欣健提到,智融科技在对现有无线充电芯片(发射端)产品升级的同时,正在推进无线充电芯片(接收端)产品的研发,以形成完整的无线充电方案.不难预计,随着国内电源芯片厂商的发力,汽车领域将成为各大厂商大展拳脚的新赛道.