前言
近年來(lái),無(wú)線快充技術(shù)發(fā)展迅猛,越來(lái)越多的手機(jī)及數(shù)碼設(shè)備都開(kāi)始支持無(wú)線快充。對(duì)于普通消費(fèi)者而言,這項(xiàng)技術(shù),讓充電拜托了線材束縛,讓充電場(chǎng)景變得簡(jiǎn)潔而安全。極大提升了充電的用戶體驗(yàn)。所以,無(wú)線快充技術(shù)備受青睞一點(diǎn)也不意外,然而與有線充電技術(shù)一樣,無(wú)線快充技術(shù)雖然看著更炫酷,更有科技感,一樣有它自己的充電規(guī)范。
無(wú)線快充的充電規(guī)范,目前有很多種,其中有一類(lèi)規(guī)范是名叫WPC的組織制定的,這項(xiàng)規(guī)范想必你越有所耳聞了,它就是風(fēng)頭正盛的Qi(第四聲)協(xié)議。下面就由充電頭網(wǎng)帶大家揭開(kāi)Qi不怎么神秘的面紗。
認(rèn)識(shí)Qi
要了解無(wú)線快充協(xié)議Qi,我們需要先認(rèn)識(shí)制定Qi的組織——WPC。
WPC簡(jiǎn)介
WPC全稱(chēng)Wireless Power Consortium,中文名為“無(wú)線充電聯(lián)盟”,創(chuàng)建于2008年12月17日,是全球首個(gè)推動(dòng)無(wú)線充電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化組織。截止到2023年5月WPC共有會(huì)員315家,聯(lián)盟成員本著一個(gè)共同的目標(biāo)展開(kāi)合作:實(shí)現(xiàn)所有無(wú)線充電器和無(wú)線電源在世界范圍的全面兼容。為此他們制定了無(wú)線快充技術(shù)的諸多規(guī)范。
制定標(biāo)準(zhǔn)
隨著無(wú)線充電技術(shù)不斷演變進(jìn)化,其應(yīng)用范圍已由消費(fèi)類(lèi)手持設(shè)備拓展到眾多新領(lǐng)域,如筆記本電腦、平板電腦、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人、車(chē)聯(lián)網(wǎng)以及智能無(wú)線廚房。WPC針對(duì)多種多樣的無(wú)線充電應(yīng)用制定并維護(hù)了一系列標(biāo)準(zhǔn),其中包括:
Qi標(biāo)準(zhǔn),面向智能手機(jī)和其他便攜移動(dòng)設(shè)備。
Ki無(wú)線廚房標(biāo)準(zhǔn),面向廚房電器,可支持最高2200W的充電功率。
輕型電動(dòng)車(chē)(LEV)標(biāo)準(zhǔn),更加快速、安全、智能和方便地在家中和旅途中為電動(dòng)自行車(chē)和滑板車(chē)等輕型電動(dòng)車(chē)進(jìn)行無(wú)線充電。
工業(yè)無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn),用于安全便捷的無(wú)線電力傳輸,為機(jī)器人、AGV、無(wú)人機(jī)和其他工業(yè)自動(dòng)化機(jī)械充電。
市場(chǎng)上現(xiàn)在有9000多種通過(guò)Qi認(rèn)證的無(wú)線充電產(chǎn)品。WPC通過(guò)其遍布全球的獨(dú)立授權(quán)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室來(lái)檢驗(yàn)產(chǎn)品的安全、互操作和適用性。
會(huì)員類(lèi)型
WPC根據(jù)會(huì)員繳納的年會(huì)費(fèi),將會(huì)員劃分為三大類(lèi)型,不同類(lèi)型享受不同的服務(wù)和權(quán)限,以下是會(huì)員詳情:

1、準(zhǔn)會(huì)員(Associate Member):出席WPC大會(huì),并擁有發(fā)表提議的權(quán)力;可訪問(wèn)WPC規(guī)范審查草案。
2、應(yīng)用會(huì)員(Adopter Member):可出席WPC大會(huì),并擁有發(fā)表提議的權(quán)力;可訪問(wèn)WPC規(guī)范審查草案;在Qi認(rèn)證產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)中可以無(wú)限制免費(fèi)登記產(chǎn)品。
3、常規(guī)會(huì)員(Regular Member):可享受WPC會(huì)員的所有權(quán)限。
根據(jù)不同會(huì)員級(jí)別,繳納的會(huì)費(fèi)也不一樣,以下為不同等級(jí)會(huì)費(fèi)繳納詳情:

會(huì)員數(shù)量
截至2023年7月5日,全球共有328家企業(yè)成為WPC無(wú)線充電聯(lián)盟會(huì)員,這些企業(yè)涉及涉及全球23個(gè)國(guó)家與地區(qū)。

制成餅狀圖發(fā)現(xiàn),來(lái)自中國(guó)的WPC無(wú)線充電聯(lián)盟會(huì)員企業(yè)占比達(dá)到了49%,接近一半;來(lái)自美國(guó)的WPC無(wú)線充電聯(lián)盟會(huì)員企業(yè)占比第二,達(dá)到了22%;日本W(wǎng)PC無(wú)線充電聯(lián)盟會(huì)員企業(yè)占比6%,德國(guó)和韓國(guó)的WPC無(wú)線充電聯(lián)盟會(huì)員企業(yè)各占比5%;其他國(guó)家與地區(qū)WPC無(wú)線充電聯(lián)盟會(huì)員企業(yè)合計(jì)占比13%。整體占比與5月占比相同。

WPC無(wú)線充電聯(lián)盟會(huì)員等級(jí)占比餅狀圖顯示,Adopter member(普通會(huì)員)占比最高,達(dá)到 41%;Associate-Inc(聯(lián)合會(huì)員)占比第二,達(dá)到 24%,相比上月,增加了1%的占比;Regular member(正式會(huì)員)占比第三,達(dá)到21%;OEM/ODM Supplier(OEM/ODM 供應(yīng)商會(huì)員)占比緊隨其后,占比為14%,比上月占比降低1%。
Qi簡(jiǎn)介
Qi協(xié)議作為WPC面向智能手機(jī)和其他便攜移動(dòng)設(shè)備的技術(shù),是目前主流的無(wú)線快充技術(shù)之一,之所以是“之一”是因?yàn)槟壳斑€存在其他的快充協(xié)議,我們后續(xù)專(zhuān)門(mén)開(kāi)個(gè)專(zhuān)欄講解。Qi協(xié)議現(xiàn)存的Qi協(xié)議包括Qi 1.2.4、Qi 1.3.3。值得一體的是Qi 2.0即將發(fā)布。

Qi是一個(gè)開(kāi)放的通用標(biāo)準(zhǔn),可與任何Qi設(shè)備配合使用,所以消費(fèi)者無(wú)需使用單獨(dú)的充電器、電纜和適配器,可以在家庭、辦公室,車(chē)站、酒店等各個(gè)場(chǎng)所安全輕松的進(jìn)行無(wú)線充電。使用Qi技術(shù)的產(chǎn)品必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試,以確保安全性、互操作性和能源效率。只有通過(guò)這些獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的產(chǎn)品才能使用Qi標(biāo)志,并被視為Qi認(rèn)證。目前正在廣泛使用的Qi 1.3.3協(xié)議可支持最高充電功率為15W。
Qi發(fā)展歷史
充電協(xié)議總是會(huì)在技術(shù)的發(fā)展中迭代和更新,作為無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)的Qi協(xié)議也是一樣,自2010年10月發(fā)布Qi 1.0,到如今2023年,即將發(fā)布的Qi 2.0。Qi協(xié)議相繼發(fā)布了Qi 1.2.4、Qi 1.3.3發(fā)布了3代。
Qi認(rèn)證流程
Qi是全球首個(gè)無(wú)線充電聯(lián)盟(Wireless Power Consortium,簡(jiǎn)稱(chēng)WPC)推出的無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn),具備便捷性和通用性兩大特征。Qi是一個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn),使用Qi技術(shù)的產(chǎn)品必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試,以確保安全性,互兼容性和能源效率。只有通過(guò)認(rèn)證的產(chǎn)品才可以使用Qi標(biāo)志。不同品牌的產(chǎn)品,只要有Qi的標(biāo)識(shí),都可以實(shí)現(xiàn)Qi無(wú)線充電,以下為Qi協(xié)議的認(rèn)證流程。

目前Qi協(xié)議的認(rèn)證范圍為V 1.2.4 BPP EPP PPDE 和 V 1.3.3 BPP EPP PPDE。相信大家對(duì)于BPP以及EPP的概念十分疑惑,其實(shí)BPP、EPP指的是線圈的類(lèi)型,因?yàn)闊o(wú)線充電的關(guān)鍵部件是電磁線圈,依靠電磁線圈做磁和電的轉(zhuǎn)換。具體的技術(shù)原理這里不做探討了,大家明白BPP和EPP是Qi協(xié)議不同技術(shù)規(guī)范下的線圈類(lèi)型就行。常用的幾種線圈類(lèi)型如下:
單線圈:A11,A11a,MP-A2
多線圈:A28,MP-A
那么,Qi-BPP認(rèn)證和Qi-EPP認(rèn)證究竟是什么內(nèi)容,有什么區(qū)別呢?
Qi-BPP認(rèn)證
首先,Qi協(xié)議規(guī)定,產(chǎn)品支持5W以下功率,使用BPP線圈,必須過(guò)BPP認(rèn)證。常見(jiàn)的BPP線圈就有上面提到的A11,A28,那么使用這類(lèi)線圈的無(wú)線充產(chǎn)品,就需要做Qi-BPP認(rèn)證。
Qi-EPP認(rèn)證
與Qi-BPP認(rèn)證同理,產(chǎn)品支持5W以上功率,使用EPP線圈(如:MP-A2,MP-A9),必須過(guò)EPP認(rèn)證。
Qi產(chǎn)品認(rèn)證數(shù)量
我們統(tǒng)計(jì)了2023年這1~6月這半年以來(lái),Qi單月通過(guò)認(rèn)證的產(chǎn)品數(shù)量。其中6月認(rèn)證產(chǎn)品最多,達(dá)到了100款,以下為詳情:

回顧以往的通過(guò)數(shù)量,1-6月呈增長(zhǎng)趨勢(shì),4月份有所衰減,5月份持續(xù)上升,并在6月份達(dá)到最高峰值。

回顧以往的通過(guò)數(shù)量,1-6月呈增長(zhǎng)趨勢(shì),4月份有所衰減,5月份持續(xù)上升,并在6月份達(dá)到最高峰值。
Qi2

Qi2升級(jí)后,使用了全新Qi Logo。最主要在于加入MPP(Magnetic Power Profile磁功率分部)協(xié)議,將MPP納入為Qi2下的一個(gè)技術(shù)分支。另外,所有認(rèn)證規(guī)格都必須集成鑒權(quán)驗(yàn)證。對(duì)制造商而言,無(wú)需再遵守“發(fā)射線圈參考類(lèi)型”。在此之前,WPC有一個(gè)參考線圈庫(kù),制造商需要選擇其中的線圈。不僅如此,在認(rèn)證過(guò)程中無(wú)需報(bào)告PTx線圈參考類(lèi)型,給制造商帶來(lái)了一個(gè)很大的便捷度,提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的自由空間。
Qi2技術(shù)更新
目前Qi2涵蓋的技術(shù)(PTx)包括兩個(gè)技術(shù)為EPP和MPP,不再單獨(dú)包含BPP。EPP和MPP都需要進(jìn)行身份認(rèn)證,相同于Qi1.3.3的初衷,WPC想要進(jìn)一步的推動(dòng)快充終端率的普及,但是Qi1.3.3并沒(méi)有完成這個(gè)使命,所以現(xiàn)在將使命傳遞到了Qi2.0的協(xié)議上。Qi2.0為進(jìn)一步普及中高功率充電,不再包含單獨(dú)的BPP充電協(xié)議,但可以向下兼容BPP協(xié)議。
剛剛有提到,Qi2的技術(shù)更新最主要在于加入了MPP協(xié)議,之前有給大家科普了Qi-BPP認(rèn)證和Qi-EPP認(rèn)證。那么Qi-MPP認(rèn)證又是什么呢?
Qi2 鑒權(quán)認(rèn)證
在Qi 2.0 的認(rèn)證流程中,所有認(rèn)證產(chǎn)品都必須具有鑒權(quán)芯片(產(chǎn)品單元證書(shū)),鑒權(quán)芯片認(rèn)證則是在WPC指定MCSP(制造商 CA 服務(wù)提供商)協(xié)助下完成流程。以下為MCSP名單,以及鑒權(quán)認(rèn)證的主要流程。

在目前的 MCSP 名單中,上海復(fù)旦微公司會(huì)員等級(jí)為 Associate-Inc(聯(lián)合會(huì)員),是中國(guó)唯一一家 WPC 認(rèn)可的 MCSP;其他多數(shù)會(huì)員等級(jí)為 Regular member(正式會(huì)員),韓國(guó)優(yōu)必樂(lè)公司會(huì)員等級(jí)為 Adopter member (普通會(huì)員)。

如圖所示,完整的WPC認(rèn)證共12個(gè)流程。其中提供 Qi ID 和 PTMC 信息給 MCSP、通知 WPC 由哪個(gè) MCSP 提供產(chǎn)品單元證書(shū)、MCSP 完成產(chǎn)品單元證書(shū),為 Qi 1.3.3 版本之后的新增認(rèn)證流程。
Qi-MPP認(rèn)證
了解MPP認(rèn)證,主要在于它相較于以往協(xié)議的新特性。概括如下:
1、全新的360kHz的工作頻率(之前在110kHz-205kHz)
2、全新的通信方案,在原有的基礎(chǔ)(Qi1.3)上新增55種數(shù)據(jù)包
3、擴(kuò)展鑒權(quán)方案
4、Open-air Q值測(cè)試(功率傳輸前的異物檢測(cè))
5、k值測(cè)量(全新的用于表述耦合系數(shù)的變量)
6、Clocking (接收端無(wú)感的功率傳輸暫停與恢復(fù)新機(jī)制)
7、Role swap (角色互換,反向充電)
WPC最新理事會(huì)名單
目前,Qi2的認(rèn)證工作正如火如荼的進(jìn)行,作為WPC領(lǐng)導(dǎo)組織的理事會(huì)正積極推進(jìn)此此時(shí),充電頭網(wǎng)根據(jù)WPC官方網(wǎng)站公布的成員名單,整理處相關(guān)資訊信息繪制成表格,一起來(lái)看一下:

此次 WPC 理事會(huì)成員包括蘋(píng)果、三星、聯(lián)發(fā)科、恩智浦、飛利浦、nok9、博世、GRL、BH EVS共九家公司,涵蓋電子產(chǎn)品終端、認(rèn)證檢測(cè)公司、半導(dǎo)體公司、電子產(chǎn)品供應(yīng)商、電子產(chǎn)品終端等多范圍行業(yè)領(lǐng)軍公司,具有十足的權(quán)威性。其中來(lái)自美國(guó)蘋(píng)果公司的 Fady Mishriki 還擔(dān)任 WPC 理事會(huì)的理事會(huì)主席身份。
充電頭網(wǎng)總結(jié)
產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)范是保障市場(chǎng)統(tǒng)一、穩(wěn)定增長(zhǎng)的發(fā)展軌道,對(duì)于行業(yè)的生態(tài)都有至關(guān)重要的作用。作為WPC最新推出的無(wú)線快充標(biāo)準(zhǔn),Qi2一經(jīng)發(fā)布已經(jīng)吸引了眾多從業(yè)人員的目光,正式的認(rèn)證流程預(yù)計(jì)將于2023年8月啟動(dòng)。
目前,Qi2的認(rèn)證工作還有一些技術(shù)難點(diǎn),首先在鑒權(quán)過(guò)程中,主要體現(xiàn)在龐大的數(shù)據(jù)量驗(yàn)證和新型異常處理這兩個(gè)方面;其次由于MPP 360kHz是全新的工作頻率,該頻率下的耦合特性對(duì)線圈和諧振電容的要求更高,解碼能力硬件和軟件都需要驗(yàn)證,這給認(rèn)證工作也帶來(lái)一定難度。
但是,無(wú)論如何,在面對(duì)技術(shù)更新,總歸要有技術(shù)探索和適應(yīng)的過(guò)程,我們期待Qi2協(xié)議認(rèn)證工作全面啟動(dòng)后,能為無(wú)線快充終端帶來(lái)更多改變。
相關(guān)閱讀
參考資料
1、什么是Qi2?新無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)解釋
5、Qi認(rèn)證-深圳市弘標(biāo)認(rèn)證檢測(cè)有限公司
6、無(wú)線充方案Qi 1.3和Qi 2.0 EPP MPP認(rèn)證區(qū)別
7、WPC新Qi2認(rèn)證或?qū)⑾破鹦袠I(yè)變革,弘標(biāo)宣講未來(lái)無(wú)線發(fā)展研討會(huì)


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