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手機(jī)工程師一定要看!高效充電≠優(yōu)質(zhì)體驗(yàn)

發(fā)布時(shí)間:2015-01-28 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】大部分的消費(fèi)者通常在意的是自己的感覺爽不爽,感覺完全來源于體驗(yàn)而不是思考,在此過程中,那些滿足他們的欲望的東西是最容易打動(dòng)他們的,這就給那些順勢(shì)而為的人留下了下手之處。作為工程師,我們行為的基礎(chǔ)是科學(xué)、是技術(shù),我們的思考是要有邏輯的,我們是未來的創(chuàng)造者和制造者,我們得慎重一點(diǎn)。
 
自從手機(jī)出現(xiàn)以后有一個(gè)問題就一直存在:很多手機(jī)的使用手冊(cè)或是賣場的店員會(huì)告訴你,最初幾次給手機(jī)充電時(shí)要連續(xù)充電多少小時(shí)以上,否則就會(huì)影響電池的性能、壽命云云。如果你對(duì)電池及其充電特性有所了解,這個(gè)迷思就很容易被打破,從而不再按照他們的指引去做。受智能手機(jī)廣泛普及和廠家推動(dòng)電動(dòng)汽車普及化的影響,電池容量和充電速度成為人們廣泛關(guān)注的話題,于是與之相關(guān)的迷思也不斷出現(xiàn)。
 
最近有一篇名為《“無負(fù)極電池”問世,或?qū)㈩嵏搽妱?dòng)車和手機(jī)電池》的文章在網(wǎng)絡(luò)上廣泛流傳,這就是一個(gè)帶有顛覆性的信息。萬物負(fù)陰而抱陽,作為一個(gè)電池,沒有負(fù)極,哪里來的陽極呢?其作為電池的實(shí)體也不可能存在,我們的電動(dòng)車和手機(jī)將如何使用它呢?我相信一點(diǎn),通過對(duì)電池材料、結(jié)構(gòu)的革命性改進(jìn),我們是有可能得到容量密度大幅度增加、功率密度大幅度提高、安全性也更好的產(chǎn)品的,但在這一切真的變成現(xiàn)實(shí)以前,千萬不要用一些嘩眾取寵的東西來吸引大家的眼球,讓人們產(chǎn)生一些不切實(shí)際的幻想,同時(shí)卻又不得不生活在現(xiàn)實(shí)中,讓心中的糾結(jié)造成我們身心的疾病,給社會(huì)也帶來不安定因素。
 
在多年前,受環(huán)保節(jié)能理念的影響,我們家中所使用的電池都是可充電的鎳氫電池,用來給它們充電的充電器也是普通的,每次給電池充電都要用幾個(gè)小時(shí)。后來看到新聞?wù)f一家日本廠商所制造的鎳氫電池充電速度已經(jīng)做到了半小時(shí)以內(nèi),而自己用的電池有一大半都是這家公司的,所以就產(chǎn)生了購買快速充電器的沖動(dòng),沖動(dòng)的結(jié)果是從萬能的華強(qiáng)北市場上找到了能夠極速充電的產(chǎn)品,于是悲慘的事情就發(fā)生在我身上了,所有電池都在充了一次電以后容量劇減,最后不得不棄之不用。這件事雖然沒有對(duì)鎳氫電池產(chǎn)生不好的想法,但從那以后就再?zèng)]有購買過,由此可見負(fù)面感受會(huì)給我們的人生帶來多么大的影響,相應(yīng)地,與之相關(guān)的產(chǎn)業(yè)也必然受到?jīng)_擊。
 
其實(shí)帶來影響的那個(gè)充電器讓電池受到損害的原因不一定是充電速度造成的,也可能是它沒有按照鎳氫電池應(yīng)有的充電策略進(jìn)行充電造成的,因?yàn)槊恳环N電池都有自己的特性,當(dāng)你用不正確的方法對(duì)待它時(shí),問題就出來了。對(duì)于我們現(xiàn)在常用的鋰離子電池,我在很多年前就見過下面的這幅圖:
 
這是關(guān)于鋰離子電池充放電速率與其容量和循環(huán)壽命的關(guān)系圖,縱軸代表容量,橫軸代表循環(huán)壽命,由不同的點(diǎn)所描繪出來的曲線代表了用不同的速率對(duì)電池進(jìn)行充放電時(shí)容量與循環(huán)壽命之間的關(guān)系。其中的C是與電池的容量有關(guān)的充放電速率數(shù)據(jù),假設(shè)某個(gè)電池的容量為1000mAH,如果用1000mA的電流對(duì)它進(jìn)行充電或放電,則充滿或放完其全部電能的時(shí)間是一個(gè)小時(shí),這時(shí)候的C就代表1000mA,2C則代表2000mA。根據(jù)這些定義,這個(gè)圖告訴我們?nèi)缦滦畔ⅲ哼@個(gè)電池的初始容量為900mAH,假如用1C即900mA的電流對(duì)它進(jìn)行充放電,經(jīng)過500個(gè)循環(huán)后,其容量還剩下大約780mAH;如果用2C即1800mA的電流對(duì)它進(jìn)行充放電,則經(jīng)過500個(gè)循環(huán)后,其容量會(huì)下降到大約500mAH。類似這樣的信息給我留下這樣的印象:一個(gè)鋰離子電池,如果用1C的速率對(duì)它進(jìn)行充放電,經(jīng)過500個(gè)循環(huán)后,其容量還有初始容量的80%。遺憾的是這樣的信息是不完全準(zhǔn)確的,它只是代表了某個(gè)型號(hào)的電池的特性。
 
網(wǎng)絡(luò)上最近有一篇很火的小米移動(dòng)電源的拆解文章。小米的新移動(dòng)電源采用了松下的18650規(guī)格的鋰離子電池,單顆電池的容量為3180mAH,按照我們舊有的知識(shí),如果用3180mA的電流對(duì)它進(jìn)行充放電,則當(dāng)其經(jīng)過500次循環(huán)時(shí),其容量還剩下3180mAHx80%=2544mA,這對(duì)很多應(yīng)用來說是一個(gè)完全可以接受的使用壽命??墒菍?shí)際看到的電池參數(shù)表中的數(shù)據(jù)和想法完全不一致,它的標(biāo)準(zhǔn)充電電流是0.909A,也就是909mA,只是相當(dāng)于0.28C。由于沒有找到這個(gè)電池的完整規(guī)格書,不知道這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)充電電流所對(duì)應(yīng)的循環(huán)壽命是多少,但可以猜想它與500次的循環(huán)壽命對(duì)上的幾率還是很大的。如果我們沒有按照這個(gè)電池實(shí)際標(biāo)出來的參數(shù)作為限制去使用它,它的壽命就會(huì)受到極大的影響,而且這樣的錯(cuò)誤還是很容易發(fā)生的,因?yàn)槲覀兊腞T9451就具有4A的電流充電能力,我一直以為用它去對(duì)這樣的電池進(jìn)行充電是完全合理的。
 手機(jī)充電電池
作為智能手機(jī)的使用者,你的新手機(jī)的電池容量是不是比過去的大了?那么你有沒有感覺到每次充滿電后的使用時(shí)間比過去更長了呢?你是不是感覺到要你充電的提示信息出現(xiàn)得越來越頻繁了呢?造成這種問題的原因,除了手機(jī)功能越來越多、被使用得越來越頻繁造成耗電越來越多外,這些手機(jī)的電池管理是否都是恰當(dāng)?shù)哪??這些都是值得考慮的。其實(shí)作為消費(fèi)者的某些欲望常常會(huì)造成制造商的錯(cuò)誤的迎合,對(duì)于快速充電的要求就是其一。
 
事情的另一面是制造商也有錯(cuò)誤的時(shí)候,有的是因勢(shì)利導(dǎo)去利用某些特性實(shí)現(xiàn)特定的效果,有的是故意縱容從而從中獲取商業(yè)利益,有的則是無心之過。作為無心之過的例子,在我們的身邊最近就發(fā)生了一起,只是這一“過”沒有對(duì)社會(huì)造成任何的損害,相反地,由于思考的介入,讓我們對(duì)某些問題有了更深入的認(rèn)識(shí)。
 
事情的起因是公司最近出了一款型號(hào)為RT1650A的無線充電接收端IC,它的輸出功率做到了5Vx1.5A=7.5W,要比同時(shí)期市場上已有的無線充電接收器功率更大,同時(shí)它的效率更高,在和業(yè)界同行的發(fā)送端配合工作時(shí),整體的轉(zhuǎn)換效率做到了80%,比同時(shí)期市場上普遍的72%~73%的效率高了不少,這讓個(gè)別同事升起了它能提高充電速率的遐想,但是通過對(duì)無線充電所面臨的各種環(huán)境條件的分析,我們發(fā)現(xiàn)只有在功率發(fā)送端的輸入功率受限的情況下才有可能出現(xiàn)由于效率的提高而帶來的提高充電速率的效果,而且這還要接收端的電池和充電管理部分予以配合才能實(shí)現(xiàn),如果以100%的效率進(jìn)行電力傳輸時(shí)都沒有滿足電池和充電系統(tǒng)的要求,則任何效率的提高對(duì)提高充電速率都是有幫助的,可是我們知道這樣的狀況是很少發(fā)生的。我們通常遇到的大部分狀況都是電池和充電系統(tǒng)不能接受太多的電流,這使得充電過程不能太快,而供應(yīng)卻完全不是問題,因而在大部分條件下對(duì)無線電力傳輸效率的提升能夠起到的作用只是降低能耗、降低發(fā)熱量。當(dāng)系統(tǒng)的能耗被降低以后,這些系統(tǒng)也就能夠被放置到更多的空間受限的環(huán)境中,制造這些產(chǎn)品時(shí)也有可能使用更少的材料,從而帶來廣泛的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益,提高使用者的舒適度,讓消費(fèi)者感覺更爽,而這些效益和提高充電速率實(shí)在是無關(guān)的。
 
大部分的消費(fèi)者對(duì)于科學(xué)與技術(shù)的實(shí)質(zhì)通常是不太關(guān)心的,它們通常在意的是自己的感覺爽不爽,這種爽或者是不爽的感覺完全來源于體驗(yàn)而不是思考,所以他/她的追求就會(huì)常常偏離正軌,在此過程中,那些滿足他們的欲望的東西是最容易打動(dòng)他們的,這就給那些順勢(shì)而為的人留下了下手之處。作為工程師,我們行為的基礎(chǔ)是科學(xué)、是技術(shù),我們的思考是要有邏輯的,我們是未來的創(chuàng)造者和制造者,我們得慎重一點(diǎn),做好了,這就是我們的功德,那是會(huì)有福報(bào)的,當(dāng)然了,如果我們作惡,同樣有東西在等著我們,要如何做,完全看自己的選擇。且行且珍惜!可得看仔細(xì)了。
 
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