更大·更快·可换手机如何解决“续航危机”

来源 :电脑爱好者 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunj2009
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  相对于处理器、屏幕和分辨率的跨越式发展,手机电池已然成为最“不思进取”的存在,其容量只是单纯随屏幕和机身的增大而增大。在锂电池依旧是主流技术的今天,手机江湖中逐渐衍生出了三股流派。
  结构流:可换电池的设计
  电池容量不够用,采用可更换电池结构的设计不就结了?于是,很多用户非可换电池的手机不买,更有甚至只要看到采用一体化设计(图1)的产品就盲目开骂。诚然,手机没电时换块电池就能“原地满血复活”,但在购买第二块电池的同时,还需要我们再额外购买座充(图2),否则单靠手机给多块电池充电,耗时又耗力。此外,很多用户还喜欢给智能手机配保护套,在更换电池时需要先摘套再拆后盖换电池,好不繁琐。
  傻博士观点:
  换电池的繁琐性需要重视,而不可换电池的设计本身没有错,错在标配电池容量太小。在移动电源白菜价的今天,其通用性和易用性远比第二块电池更实际。
  物理流:增大电池的容量
  既然硬件更耗电,那加装更大的电池不就完了?好消息是,已有产品在朝着这个方向而努力,比如华为Mate 2和nubia X6都配备了超过4000mAh的电池(图3),而更多5英寸以上旗舰手机也准备了3000mAh左右的容量,基本上满足了一天以上的中度使用待机所需。坏消息是,“纤薄风”正在智能手机领域流行,更多产品宁愿牺牲电池容量来换取更薄的噱头,5英寸1080P屏幕才配2000mAh左右电池的手机大有人在(图4)。
  综合来看,屏幕越大越有机会“塞进”更大的电池,但随之而来的耗电则抵消了电池容量的增益。比如,4.7英寸配2000mAh电池手机的待机能力可能和5.5英寸配3000mAh电池的产品持平,大屏手机并没有因更大的电池而获得更持久的续航能力。
  傻博士观点:
  我们不在乎手机厚上几个毫米,关键是给我们配上更大的电池。
  技术流:新兴的闪充技术
  手机充电速度如果足够快,理论上是可以替代第二块电池或移动电源。比如当手机快没电时,只需插上电源充一会就能获得足够半天的使用时间,问题不就解决了?但是,想提升手机的充电速度,即获得“闪充”效果,并没有想象的那么简单。
  电压电流提升有极限
  锂电池充电快慢取决于输入电流和输入电压。对手机而言输入电压是恒定的5V,那就唯有提升输入电流了。因此你会发现,随着屏幕尺寸和电池容量的增大,手机充电器的规格也逐渐从5V/1A变成了5V/1.5A或5V/2A,即可在3.5小时内充满3000mAh左右的电池。如果想实现“闪充”效果,再提升1倍的输入电流可行吗?
  根据“功率=电压×电流”的计算公式,在电压一定时,提升电流会导致更高的能耗,从而导致手机发热严重,出现较大的安全隐患。那么,就没有办法突破极限了吗?
  低电压大电流的闪充
  OPPO Find7是支持“闪充”(VOOC)的手机代表,其原装充电器的输出电流达到了破天荒的4.5A,是绝大多数智能手机的2倍以上(图5)。在它的帮助下,Find7可以在30分钟内将电池从0充到70%,60分钟左右充满电力!
  仔细观察Find7机身和充电器的USB接口,你会发现它的针脚数量达到了7Pin,而普通USB接口则只有5Pin,这多出来的2Pin定义接地,用于原装充电器进行智能判断(图6)。拆开Find7的后盖,你会发现原装电池的金属触点也从普通电池的4个提升到了8个(图7),多出来的4个触点用于控制电路,与适配器双向应对防护措施。
  此外,Find7原装充电器内加入了一枚MCU智能芯片,它会监测连接的手机是否符合条件(7Pin接口),如果是则降低输出电压(从5V降低到4.5V)同时提高输出电流(4.5A),并通过开电压环和分段恒流技术保证稳定的快速输出;如果监测非7Pin接口,则只会扮演普通充电器的角色。同理,用普通充电器给Find7充电,同样无法满足闪充的效果。
  为了确保安全,Find7原装充电器、原装电池和手机内还设有安全防护机制,充电器和电池可在电压或电流失控的时候进行调节和掐断,而手机内则添加了保险丝,在充电异常时保险丝会熔断并中止充电进程。值得一提的是,Find7充电器内的智能芯片还可通过刷机的形式升级,以消除可能存在的Bug,并进一步优化充电效率。总之,Find7的闪充是一种软硬结合的充电技术,充电器、电池和手机缺一不可(图8)。
  闪充的作用在于冲刺
  对锂电池而言,“过充”(过度充电)对电芯寿命的影响非常大,因此所有智能手机在给手机充电时都会经历快速充电和涓流充电两个状态。Find7的“闪充”也遵守了这条准则。简单来说,当你将充电器与Find7相连时,充电器会判断是否满足闪充条件,满足则以4.5V/4.5A为Find7进行快速充电(图9),当电量达到85%左右时(图10),充电器会自动中断闪充并进入涓流充电过程,即以小电流的形式平稳地将电量冲到100%。
  我们可以用两辆赛车竞速,还原一下普通充电和闪充的差异:一款用标准5V/2A充电器的手机,就好似一辆2L排量的汽车,可以在10秒内从0加速到100km/h;而Find7就好似一辆4.5L排量的汽车,在5秒内就可从0加速到100km/h,因此跑同样的距离,显然是后者耗时更短。但是,汽车快到达终点时最忌讳的就是危险的急刹车,必须缓踩刹车直至停稳,而刹车减速的过程就是所谓的涓流充电的过程。
  便携和成本的困扰
  “闪充”看似美好,但也存在不可忽视的缺陷。首先就是5倍于传统充电单元的成本,再有就是充电器的“硕大体积”,至少是普通5V/2A充电器的2~3倍(图11),携带起来不是很方便。如果想在家里和单位同时体验闪充的极速,意味着你必须随身带着原装充电器上下班,这就与夏日里要求轻装简行背道而驰了。此外,闪充再快它也需要电源插座的支持,如果你身处户外,闪充的意义就远不如第二块电池或移动电源了。
  扩展阅读
  闪充在手机上可能属于新鲜的技术,但在笔记本领域则更为常见。比如ThinkPad早在2011年推出的X1就可在1小时内将电池充到80%。和手机闪充的原理一样,都是以更高成本的锂聚合物电芯和增大电流为基础。不过,增大电流意味着大功率,大功率意味着大适配器,还有就是更高的散热需求。高成本和便携的缺陷(图12),同样阻碍着类似的闪充技术在笔记本上普及。
  因此,希望类似的“闪充”能在行业内形成标准,让相关的配置实现通用化并降低成本,它才能被更广泛的消费者所接纳。
  傻博士观点
  闪充应该是一种“众乐乐”而非“独乐乐”的技术。现阶段希望厂商应该做的是如何降低购买第二套充电器的开销,或是为充电器减肥。
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