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10000mAh的充电宝,为何额定容量只有5800mAh?

发布时间:2024-07-22 07:57:55 作者:佚名


本期好物分享:倍思移动电源适配器。新入手的装备,消费169.00元。

这是个45W的氮化镓充电器和10000mAh充电宝的结合体,最理想的使用场景是出差。日常的出差是这样的:

有了这件装备,显然会轻松许多。实打实的科技改变生活。

作为一个搞充电宝的工程师,发现“配料表”中有一个容易引起困惑的问题。

电芯容量是10000mAh,能量转化率≥72%。俩数一乘,额定容量不应该是7200么?为啥是5800mAh,又为何限定在5V3A呢?

关于7200和5800两个数差距过大的问题,是因为工作过程中的电压转化导致的。下边是简化图:

虽然两边电芯的额度电压是一样的,但手机等设备需求的输入电压是5V。在充电宝内部,会将原本的3.85V升压至5V后再输出。所以设备上所写的额定容量Ah值是按5V的电压计算的。

1)电芯的能量是3.85V10000mAh=38.5Wh;

2)除以5V的输出电压后38.5Wh?5V=7700mAh;

3)再乘以最低转换效率7700mAh72%=5544mAh。

至此,也就解开了第一个疑惑。

接下来是为何5800mAh要限定在5V3A的工况下。

想研究电芯充放电,不得不提到的测试方法是HPPC(混合脉冲功率特性)。名字很洋气,但并不复杂。结合下图可以看到,电芯脉冲式放电时,端电压会瞬间下降,结束又会恢复。

端电压下降的数值与放电功率的大小有关。从下图可以看到,放电功率越大,电压下降的越多。 备注:“C”代表放电倍率,“C”与功率成正比。

以上就是电芯的脉冲功率特性。

如果充电宝持续对外输出,端电压就会一直下降。直到放电结束后,端电压会根据自身正负极间的电势差,恢复到一个低于3.85V的电压值。

但端电压并不会下降到零,因为充电宝中的电芯,是时刻被电池管理系统(BMS)盯着的。为了不让它起火爆炸,一个重要的保护措施是设置放电截止电压(聚合物锂电池为2.4V),BMS一旦监测到电芯端电压小于2.4V,会强制断开电路。此时,充电宝无法再对外放电,看起来也就“没电”了。

这个充电宝上所写的5800mAh(5V3A),是指以15W的功率下放出5800mAh的容量后,电芯端电压会触及2.4V的截止电压而中断工作。

断开电路后,电芯端电压会有所恢复。因为没有实验数据,所以我们假设恢复值是3.0V。此时再次接通电路,试图以15W放电,端电压会迅速降低至截止电压而再次中断。

然而,,,此时的充电宝并不是真的“没电”了。结合前面说的端电压下降数值与放电功率的关系,它只是无法以15W的功率放出来电而已。小功率放电依然是可行的。例如蓝牙耳机,充电功率仅需要5W。充电宝就能够突破5800mAh的额定容量继续“为爱发电”。

结尾:

倍思的这个标注还是花了一些心思的。笔记本电脑的最低供电功率是30W,也就是20V1.5A。充电宝模式下以这么大的功率放电,实际能量转化率会更低。出门在外,只能是个应急。

最后我想说的是,这种大功率设备用完,小功率设备接着用的模式其实并不陌生。

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