揭开“充电5分钟通话2小时”背后隐藏的那句话-燚智能硬件开发周教授
快速充电没有那么神奇么!来看看厂家怎么吹牛的
举例:OPPO的“充电5分钟,通话2小时”。以及蔚来ES8的“充电10分钟,续航100公里”。
说的都是真的,但肯定不会像你想象的那么厉害。因为OPPO还有一句话没有告诉你。(详见下文第二段)
广告主要靠吹,玩文字游戏,欺负消费者不算细账。
且看我们来算算这个细账:
手机快速充电5分钟,充进去15%电量,打2个小时的电话,(满电打电话15小时),这个再正常不过了。
电动车快速充电10分钟,充进去30%的电量,能跑80-100公里,(满电续航350-400km),这个也是很正常的。
↑图:OPPO宣传的充电5分钟通话2小时
要说明的是,现在的快速充电并不算快,快速充电的充电能力,只相当于普通充电的2倍而已。各手机厂家、电动汽车厂家宣传的快速充电,并不能打破这个限制。想超过这个2倍充电速度,用普通锂电池是没有办法的。
这是因为锂电池把电能存储为化学能的过程,是有一个速度限制的,超过了之后就会对电池有损害,造成寿命下降、发热、容量下降等。
像某些超级电容供电的电动公交车,那才真的叫“快速充电”,比锂电池充电速度可以快十倍以上。
而对于智能手环、智能手表这样的几十或者两三百毫安时电池的设备,充电速度同样不能超过几千毫安时的手机电池。如果用大电流给小电池充电,一样会造成危险。所以4000mAh的手机充电1小时就满了,40mAh的手环充电依然需要1小时才能充满。
快速充电,只能充一部分,不能充满!
↑图:高通标称半小时充75%的电
↑图:高通QC3.0 半小时充满75%。
↑图:OPPO快充和普通2A充电,充满速度差不多
所有的快速充电厂家,都是宣传“多少时间充多少电”,从来没有人提过“多久能充满”。这是因为快速充电只能充10%-80%这一段,80%-100%的电量必须用小电流充电。
高通宣传的30分钟充75%,可不是说40分钟就能充到100%,而是需要半个小时左右才能把剩余的25%给充满了。
同样,OPPO的充电曲线也可以看出来,前半个小时充电是非常快的,可达75%,但后面依然需要半个小时才能把剩余的25%充满。
要想把电池充到100%,快充慢充的总时间没多大区别。(仅对手机而言。不适用于电动车,电动车的瓶颈在充电桩的输出功率不够大)
↑图:锂电池充电曲线,电量、电压、电流的关系
锂电池充电的时候,曲线如上图。蓝色是电压值,红色是电池容量,绿色是充电电流。
所有的快速充电,都是用2倍速度把绿线水平部分充满,然后再逐步减小充电电流慢慢的充后面一段。
传统充电,为什么充不快?
传统充电的瓶颈在USB口,而不是充电器和电池。
↑图:Micro USB vs Type-C(5个脚vs 24个脚)
传统Micro USB充电口,只有5个脚,其中只有1个电源脚。这么细的一个脚,标称电流只有1A。平时使用的时候最大只能承受2A。且USB协议规定,USB口供电的标准电压是5V,最大不能超过5.5V。
因此,Android手机配备的充电器,一般也就是5V 1.5A和5V 2A。
对于一个4000mAh的电池,用1A充电器要充4个小时以上,用2A充电至少需要2个小时。随着手机电池越来越大,Micro USB口已经成为了充电的瓶颈了。
如何实现快速充电?提高充电功率
提升充电功率的方法:一、提升电流、二、提高电压。(功率=电流x电压)
-
提升充电电流:
既然Micro USB只有1根充电线,那么就换成Type-C的接口吧。Type-C接口内部有4根充电线,标称工作电流可达5A,远超过1根线能够承受的电流。
如果用5V 4A来充4000mAh的电池,只需要1个小时就能充满了。
很多Type-C接口的充电器,没有采用高通QC3.0快充协议,而是用直接使用5V 4A充电器,配上一根更粗的USB线,简单粗暴,成本更低。
↑图:华为5V 4.5A充电器
-
提高充电电压:
如果不提升电流,还可以提高充电电压。高通主推的QC系列的充电器协议,就是用的高电压模式。把平时的5V充电电压提升到了9V和12V。
12V 1.5A,算下来有24W的充电功率了,比5V4A的20W还要更高一些。
↑图:高通QC3.0 12V 1.5A充电器
特斯拉和现在主流的电动车,都使用锂电池,其充电放电特性和手机电池没什么区别。特斯拉的超级充电桩,就更厉害了,为了达到120KW的充电功率,电压电流都需要提高。其直流输出电压可达480V。
(一个充电桩相当于6000个手机快速充电器)
↑图:特斯拉超级充电桩
总结:
锂电池最大充电电流,不能超过容量的2倍。
快速充电,前面充的快,后面充的慢。
提高充电电压或增大充电电流来实现快速充电。