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探寻小米充电技术极致创新系统的质量密码

2022-06-23 12:28:46 中国质量报

“又快又稳”解决手机用户的电量焦虑

——探寻小米充电技术极致创新系统的质量密码

□ 本报记者 岳 倩

如何快速充电是现代生活的必选项,既要能充上电,还要越快越好。小米超级快充技术,给消费者带来了意外的惊喜:只需8分钟,就可以充满4000mAh的电池,足够正常使用一整天。

小米的创新,让人们不用再为担心手机电量不足而焦虑。

设想一下,早晨起床后的8分钟,你能做点干什么?喝杯咖啡提神?简单做做拉伸?还是洗漱一下?对于小米手机来说,这8分钟就足以让它电力满满地迎接新的一天。

从全球首发120W有线快充技术,到全球首发200W充电技术,小米将手机充电带入“8分钟时代”,真正意义上实现了充电体验的“质变”,也让越来越多的用户彻底告别电量焦虑。

这场技术变革的背后,是小米从2018年9月开始启动的手机充电技术极致创新系统。短短两年多的时间,小米用自我进化的精神,在手机充电领域完成了从“追赶者”到“超越者”再到“领跑者”的变化,也再次验证了小米“以用户为中心”这一质量改进理念的强大驱动力。

记者通过对手机充电技术极致创新系统的深度访谈,去探寻小米充电技术进化迭代的质量密码。

质量密码一:

以用户反馈驱动技术创新

什么是技术创新和质量改进的驱动力?在小米,这个答案早已深入人心——以用户为中心,以追求极致的用户体验为最终目标。而对于充电技术研发来说,就是不光要让手机充电更快更稳,还要让充电体验更好更酷。

在技术改进的过程中,小米创新构建了充电技术UIOCT系统。该系统立足于提高用户充电的体验,把用户反馈和痛点作为持续进行技术创新的起点和驱动力,以达成用户需求的新产品落地为终点。“对于充电技术研发而言,用户是起点,也是终点”——这是充电技术团队的共识。

为了真正了解用户的需求,充电技术团队通过小米社区、服务体系、客服电话等多种渠道收集用户的反馈和建议,分析用户痛点并一一进行改进。很多问题没有现成的方案可借鉴,团队只能在“无人区”埋头探索,通过不断试错去寻找那个最能让用户满意的解决方案。

充电能不能更快一点?这是手机用户共同的期盼。在现有锂电池的条件下,小米在行业内独创了多级递变电流调控技术,可逐级精细化调控充电电流,有效提升充电速度10%以上。

充电时发热,这是手机锂电池的特性造成的,也是业内难题。是绕道而行还是直面困难?小米的工程师们选择了后者,创新研发出了双模切换调控技术,让用户可以根据使用场景自适应切换充电模式,有效分散热点,带来更好的温升体验。

如今,为了提升手机电池功率,主流厂商几乎都采用“双电芯”方案,但随之而来的是电池损耗加大,续航能力降低。这也是用户吐槽“充得快、掉得也快”的原因所在。对此,小米再次冲出新赛道,创新研发出了单电芯充电芯片澎湃P1,让电池电芯密度更高,续航更长,做到了“鱼和熊掌兼得”。

为了让充电更便捷,小米定制了快充线缆。考虑到用户可能会使用其他品牌的充电插头,工程师们在进行大量自研设计的同时,还兼顾了线缆的充电兼容性,针对市面上所有主流品牌的充电器和手机,做了技术测试,“这个工作完全就是为了让用户们用得更方便。”为了解决某品牌一款充电插头不兼容的问题,工程师们连续好几天加班到深夜,最终解决了该问题,从而保证用户不管使用哪款充电插头,都能享受到又快又稳的充电体验。

值得一提的是,在解决用户充电痛点的同时,小米也通过技术创新为用户创造了超出预期的充电体验,甚至改变了消费者充电习惯。以200W秒充技术为例,用早上洗漱的时间就可以给手机充满电,再也不用担心为忘记充电而焦虑。“一旦有了这种体验,你(用户)就回不去了。”团队负责人骄傲地说。

质量密码二:

设立跨领域专家评审委员会(TMG)

长期以来,手机充电技术领域面临着“二八困境”,即大电流充电时间只占总充电时长的20%,却可以充入80%的电量;恒压充电时间占总充电时长的80%,只能充入20%的电量。

要想解决“二八困境”,涉及充电方案、充电芯片、充电设备等多个部门和领域,各有各的技术难点和瓶颈。面对新的技术方案,不同部门会有不同的看法。一边是群策群力好不容易想出来的解题思路,另一边是可能出现的潜在风险,到底是继续还是放弃?

在技术的“十字路口”,依托于小米组织架构搭建的跨领域专家评审委员会(TMG)起到了关键作用。

工程师蒋合林介绍,为了突破“二八困境”,小米充电技术团队通过数十次的头脑风暴,最终讨论得出了“提升电芯电压值,延长大电流充电时间”的MI-FC方案设想。但随之而来的是,提高电压会造成过度氧化等风险,导致电池寿命变短。

TMG中不同领域的专家共同对技术方案从目标、风险到可行性、领先性等多个维度进行整体评审。在技术预研阶段,TMG可以精准快速确定方案;在解决技术分歧方面,TMG可以将器件预研升级为整机充电预研,实现从单个局部设计到整体性能调试,从而提升用户体验。

具体到MI-FC技术方案,TMG的专家们预判认为,方案具有可行性,建议尽快进行老化测试,以验证是否存在过度氧化的风险。经过打样、测试等一系列工作,团队花了5个多月的时间,最终制定了可行性方案。由于经历了充分的预研,该方案顺利移植到器件级项目上,大大减少了开发器件所需要的时间,充分保证了研发效率。

不光是MI-FC技术方案,项目组申请的800余项专利,背后都离不开TMG的技术助力。TMG全方位地对各个技术方案进行考量和评估,确保了研发方向的精准,为手机充电技术的整体创新保驾护航。

质量密码三:

精益求精的研发攻坚

无限风光在险峰。在通往技术高峰的过程中,小米充电技术团队也曾遇到重重困难,但每次都靠着绝不妥协的研发定力,成功突围。

硬件研发部基带技术部工程师李旻介绍说,为了实现120W秒充,小米专门研制了一款定制充电芯片。但就在距离量产不足4个月的时候,出现了芯片温度过高的问题。“当时压力太大了,但我们必须找出原因。”李旻说,对产品的质量要求,小米从来没有一点含糊。

团队和供应商从硬件到软件梳理了所有可能的原因,技术人员直接进驻工厂,进行了近一个月的不间断测试,逐个排除问题,并对每一批新样品进行500~700次的压力测试(正常情况下只需要通过1次压力测试),最终将定制芯片良品率从最高时的1000ppm降到了50ppm以下,从根本上解决芯片的质量风险,如期将当时最先进的充电体验,带给期待已久的用户。

在小米充电技术团队的工程师们看来,纪录就是用来打破的。在实现了120W秒充技术之后,小米继续在秒充技术领域的“无人区”探索,开始了200W秒充技术的研发。

为了避免大功率充电可能带来的短路问题,团队需要尽量降低电池极片厚度,最大限度缩短传输路径,这给电池极片加工工艺带来了极大挑战。为此,工程师们从设备改进和工艺改进等多方面入手,经历了在6000多块电池上的多次调教,解决了极片断裂、卷边等诸多问题,最终成功研发出厚度只有传统极片一半,约等于一张A4纸厚度的10C极片。“目前业内只有小米一家能做到。”蒋合林自豪地说。

胜人者有力,自胜者强。在记者看来,小米充电技术已经处于行业领先。但小米自加压力,在“无人区”里和自己竞争,不断超越自我,这是非常难能可贵的。对于产业发展来说,这只“领头羊”正带领产业链、供应链与质量链实现全面跃升,推动智能手机产业高质量发展,为中国制造“品质革命”积蓄更多正能量。

《中国质量报》

(责任编辑:水川)
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