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电池知识

Qnovo 缩短充电时间延长电池寿命的原理是什么?

来源:宝鄂实业    2019-05-14 17:45    点击量:
听起来很玄乎。难道 Android / iOS 的电池管理还有这么大的改善空间吗?

> 而在采用Qnovo的技术以后,手机接上适配器时Qnovo软件会给手机电池发送一股脉冲。电池回传过来的电压响应则可以为软件提供电池的状态信息,如当前温度、过去的充电方式等,这样Qnovo就可以确定安全的充电量。同时也可以在让电池退化最小化的情况下尽可能快地充电。

> 软件会持续对电池进行这种检查,然后根据需要调整充电。同时Qnovo还会随着时间变化根据电池属性来进行适配调整。MIT报道说,如果说正常5V适配器充15分钟可通话1.5小时的话,相同的通电时间Qnovo却可以将通话时长延长至3到6小时。同时还可以延缓电池老化。 

我个人估计,Qnovo的核心技术是改变CCCV模式,就是逐步提高充电电流,在充电的过程中获取电池的电压,电流, 温度,估计还有一个核心指标,他的白皮书没有说,就是内阻值,最后综合判断电池的状况,直到一个最大限度值,如有变化,就降低充电电流,这样既可以保持最快的充电速度,又可以实现最长的电池寿命。

我查了一下,国内的高容量电池充电倍率都不高,往往0.5C到1C,或许就有电池充放循环的担心,即使按照最快的充电1C来计算,容量利用率95%, 充满也需要2~2.5小时,如果考虑使用的时候还在使用手机,时间更长。

用了这种实时诊断技术加快充电后,应该可以再次大幅度提高充电速度。

如图, 是想象的Qnovo的充电波形图,红色部分面积可以看成是因为快速充电多充的电荷,这样的充电速度几乎可以快60%。


随着PALM,HTC的带头,苹果后来的大规模应用,手机电池上已经普遍内置电量监测芯片。像德州仪器的BQ27系列,许多芯片都已经内置了内阻, 温度,电压和电流的监测,使用软件就可以得知电池当前的健康状况,如果配合可动态调节电流的充电芯片,或用DAC/PWM控制BQ24192完全可以实现智能快冲。 @张强的判断是不准确的, BQ24192可以通过第10脚的电流来控制最大充电电流。依靠现有的软件和硬件, 恰当的算法是有可能实现的。

Qnovo的依仗是算法,但这东西最容易山寨,甚至青出于蓝而胜于蓝。德州仪器的电池阻抗跟踪专利在中国没有申请,大家可以堂而皇之用,即使在美国,你不说是阻抗跟踪技术来判断,法官也拿你没招。真的要到源代码判断, 已经好几年之后了。

当然,业界对电池一向是非常敏感的,因为其他部件50ppm的不良率没有什么,做好售后服务就行了,充电出了问题,把飞机炸了的可能都有,搞不好就破产了,一般的公司都要三思而后行。

我对Qnovo的技术表示不佩服,对他的前途持保守态度。

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前几天出差, 看到一些网友的评论, 这几天一一在下面回复。

1. 

@朱十八童鞋对CV的时间长度有疑问,您几位真是认真的童鞋。因为搜遍网络,也很难找到关于CV长度的详细描述,各厂商也缄口不言,为什么呢?

 

原来CV的长度取决于电池的内阻,温度,设定的终止电压,电池的电化学组分和最关键的参数:充电电流有关。一言难尽。 简单地讲吧,如果你用0.1C(1000mAh的电池用100mA来充)充电,CV的时间可以看成是0, 因为一般都是以电流小于0.1C为充电终止。如果你用0.5C来充电,到达设定的充电电压4.2V时,往往还要经过1.5~2小时电流才能降低到0.1C一下,这时CV模式下充进的电荷可能有40%,60%的电荷是0.5C的电流充电半小时充进的, 所以总的充电时间介于2小时到2.5小时,具体变化和电池的内阻,温度等各种参数有关, 不去一一叙述。如果采用更大的电流充电,CV的时间可能更长。

以上还不是各厂商不肯说的主要原因。因为充电的时候往往还要使用, 这就牵涉到如何管理这个使用电流的问题。如果认为充满了停下来,就会出现手机插一个晚上,一会儿充满,然后待机耗电, 然后再充电,如此循环的过程,一晚上可能充满了十次八次。以前有的MTK的山寨机或者山寨MP3播放机就是这么处理,两块电池轮流用,2年都用不到全挂了。当然他们可以把再充电的门槛电压降低一点,电压要低于4.1V以下才会重新充电,这样的结局就是看着机子是满电,一打电话,马上掉一格。

锂离子电池理论上是禁止浮充的,但是系统一直需要耗电。于是就有的手机厂开始不停止充电,仅仅给出一个充电满的信号,但继续充电。这样就出现了CV时间很短的现象,因为他们其实不是很在乎这个满不满的问题,很少有消费者在充满后立即结束充电,即使结束了, 也不过损失一点电量而已,没有大的伤害。

这样的做法不能确保电池的电量在90%以上,功能机时代由于待机往往几天, 十几天,对于电池的容量不太在乎,勉强也就接受了。 但做法不太光彩,于是各厂商对CV时间就采取了高高挂起,不理不睬的做法来遮丑。

到了智能机时代,损失最多40%的容量是绝对不能接受的,于是大家纷纷使用了像德州仪器的BQ24192这样的充电芯片,自带智能路径管理,给电池的充电电流和给系统的供电有不同的路径。充满后自动停止,另一条路径给系统供电。 如果系统消耗的电流超过适配器的供应,还可以通过电池给予补充。这样的充电方案几乎是完美的。