Der im September 2024 eingeführte Qi 2.1 Standard des Wireless Power Consortium wurde entwickelt, um die größten Herausforderungen des kabellosen Ladens zu bewältigen: Fehlausrichtung, geräteübergreifende Kompatibilität und ineffiziente Energieübertragung. Während die Qi-Technologie über ihr aktuelles Repertoire von über 1100 Produktlinien und 1,5 Milliarden Geräten weltweit hinauswachsen will, müssen Hersteller nun drei wichtige Merkmale verifizieren: das Active Alignment Power Profile, die Leistung der magnetischen Zubehörhüllenund die Messung des Load Quality Factors, um eine konstante Effizienz über verschiedene Geräteformfaktoren hinweg sicherzustellen.
Active Alignment Power Profile (APP): Dynamische Positionierung für optimales Laden
Ein bedeutender Durchbruch in Qi 2.1 ist die Einführung des Active Alignment Power Profile (APP), auch als „Moving Coil“-Technologie bekannt. Diese Funktion ermöglicht es Sendern, ihre Position dynamisch an den Empfängerspulen anzupassen, wodurch Ineffizienzen aufgrund von Fehlausrichtung beseitigt werden. Vor Qi 2.1 konnten bereits geringe Abweichungen zu deutlich langsameren Ladegeschwindigkeiten, erhöhter Wärmeentwicklung oder sogar zu kompletten Ladeausfällen führen. Besonders problematisch war dies in dynamischen Umgebungen wie Fahrzeugen, in denen eine stabile Platzierung kaum möglich ist.
Die APP-Technologie beseitigt diese Herausforderungen durch kontinuierliches Positions-Monitoring und Anpassung. Die Technologie sendet kleine Impulssignale aus, um die Spulen von Mobilgeräten zu lokalisieren und die Senderspulen optimal für maximale Kopplung und Effizienz auszurichten. Anstelle einer manuellen Platzierung erkennen APP-fähige Ladegeräte die Position des Empfängers und optimieren automatisch die Ausrichtung der Ladespulen. Dies gewährleistet konstante Leistung selbst in schwierigen Umgebungen wie Fahrzeuginnenräumen mit viel Bewegung oder auf Nachttischen bei schwacher Beleuchtung. APP stellt Hersteller flexiblere Ladelösungen zur Verfügung, die in jeder Umgebung ihre Effizienz aufrechterhalten.
Die APP-(Moving Coil)-Konformitätsprüfung umfasst mehrere neue Testfälle, die Folgendes verifizieren:
- Überprüfung der aktiven Ausrichtungsfähigkeit
- Verifikation der Initialausrichtung
- Funktionalität zur Neuausrichtung
- Leistung bei verdeckter Ausrichtung
- Erneute Ausrichtungsfähigkeit
- LQK-Verifikation mit Simulation von Kamera-Erhebungen
Magnetische Cover Power Profiles: Erweiterte Kompatibilität über native Geräte hinaus
Vor Qi 2.1 hatten Geräte ohne integrierte magnetische Ausrichtungsfunktionen aufgrund von Fehlausrichtung eine suboptimale Ladeleistung. Der ursprüngliche Qi2-Standard erforderte integrierte Magnete gemäß dem Magnetic Power Profile (MPP). Jedoch beeinträchtigten Gerätedicke, Gewicht und unterschiedliche Designs das Magnetfeld und reduzierten die Ladegeschwindigkeit – was letztlich viele Hersteller von der Implementierung von Qi2 abhielt.
Die MCPE- und MCPM-Spezifikationen des WPC adressieren diese Probleme, indem sie es Nutzern von nicht-magnetischen BPP- (Baseline Power Profile) und EPP- (Extended Power Profile) Telefonen ermöglichen, die Vorteile von MPP durch magnetische Hüllen zu nutzen. Diese Profile definieren Anforderungen an Magnetfeldstärke, Polarität und Positionierung, sodass Zubehörhersteller Qi-kompatible Hüllen, die die Ladeleistung verbessern, entwickeln können.
Mit der Kennzeichnung „Qi Ready“ können Hersteller Teil des Qi2-Ökosystems werden, ohne integrierte Magnete zu benötigen. Die neue Kategorisierung ordnet MPP-unterstützte Geräte als Qi ein, während ihre nicht-magnetischen Gegenstücke weiterhin als Qi gekennzeichnet bleiben, selbst wenn sie Version 2.0.0 oder höher entsprechen.
Diese Kennzeichnung soll eine Standardisierung von Smartphone-Zubehör fördern und Probleme wie eine ungenaue Ausrichtung von Drittanbieterhüllen auf Ladespulen vermeiden. Für Verbraucher bedeutet dies mehr Flexibilität, ohne die Ladeleistungen zu vernachlässigen. Für Zubehörhersteller eröffnet sich ein neuer Markt für hochwertige Hüllen, die für das Laden optimiert sind.
MCPE-/MCPM-Konformitätsprüfungen für Produkte mit magnetischen Hüllen umfassen neue Tests wie im folgenden:
- Prüfung der Präsenz des magnetischen Covers
- Positionsverschiebungstests an verschiedenen Koordinaten
- Kompatibilitätstests mit EPP- und MPP-Standards
Bei einer Prüfung gelten das Handy und die Hülle als kombinierte Testeinheit (DUT). EPP-Handys müssen alle EPP-Tests ohne die MCPE-Hülle bestehen, während die Kombination aus MCPE+Handy MPP-Tests bestehen muss. Ähnliche Anforderungen gelten für MCPM-Hüllen mit MPP-Handys.
Verbesserte Interoperabilität und Load Quality Bewertung
Qi 2.1 verbessert die Interoperabilität zwischen verschiedenen Leistungsprofilen (BPP, EPP und MPP) erheblich durch verfeinerte Ausrichtungsprotokolle und umfassende LQK-Messungen, die eine konstante Leistung im vielfältigen Ökosystem Qi-zertifizierter Geräte sicherstellen. LQK-Messungen berücksichtigen physikalische Unterschiede durch Kamera-Erhebungen, dicke Gehäuse oder unregelmäßige Rückseiten und quantifizieren, wie diese Designelemente die magnetische Kopplung zwischen Sender und Empfänger beeinflussen.
Beispielsweise können durch Kameralinsen verursachte Luftspalten den Abstand (Dz) zwischen den Ladespulen vergrößern. Geräte mit hohem Dz-Wert können höhere Temperaturen verursachen oder sogar fälschliche Foreign Object Detection (FOD)-Meldungen auslösen. Durch die Auswertungvon Parametern wie Spulenimpedanz, Kopplungskoeffizientvariationen, Effizienz der Energieübertragung und Representative Mechanical Obstruction (RMO) könnenLQK-Protokolle die Leistung unter realen Bedingungen simulieren, anstatt unter klinischen Laborbedingungen. Dies bietet Herstellern klare Designrichtlinien und Verbrauchern mehr Sicherheit hinsichtlich der Effizienz Qi-zertifizierter Ladegeräte.
Qi 2.1 erweitert die Interoperabilitätstests zur Sicherstellung der profilübergreifenden Kompatibilität:
- PTX.CPX-Tests für die Handhabung von Bestätigungen
- MPP.PTX-Tests für Energieverwaltung und Ausnahmebedingungen
- Tests zur Verifikation einzigartiger PTx-Identifikatoren
Maximieren der ROI: Strategische Vorteile der früheren Implementierung der Qi 2.1
Die Fortschritte von Qi 2.1 im Bereich Aktive Alignment bieten neue Möglichkeiten zur Produktdifferenzierung durch ein verbessertes Benutzererlebnis. Die Beseitigung inkonsistenter Ladeleistung kann zögerliche Kunden zum Kauf bewegen – während Magnetic Cover Power Profiles neue Umsatzchancen für Zubehörhersteller schaffen.
Da Qi 2.2 voraussichtlich Geräte mit 25 W MPP-Unterstützung einführen wird und große Android-Hersteller wie Samsung und Google ihre Unterstützung des Qi2-Ökosystems auf der CES 2025 angekündigt haben, ist es klar, dass sich der Markt in Richtung höherer Leistungsabgabe und nahtloser Interoperabilität entwickelt.
Durch die Zusammenarbeit mit erfahrenen Testlaboren und Testgeräteanbietern können Hersteller die Entwicklung beschleunigen, die Konformität sicherstellen und die Leistung unter realen Bedingungen optimieren. Es ist Zeit, sich auf die größeren Märkte vorzubereiten, bei denen die neuen Standards gelten.
Wireless Power Consortium, Inc. (WPC) besitzt die Markenrechte an der Marke „Qi“ in zahlreichen Gerichtsbarkeiten weltweit. Weitere Informationen finden Sie auf der offiziellen Website des WPC.
