手机双电芯串并联方案解析:提升容量安全性 获国际大客户下一代手机方案采纳
如果你最近两年换过旗舰手机,多半会发现一个变化:本来标注的几千毫安电池,实际续航能比早几年同容量的机型强出不少,快充速度也能做到二三十分钟充满。这里面除了芯片功耗控制更好,系统优化更到位,其实还有一个很多人没注意到的技术在起作用,那就是双电芯电池方案。
早几年手机基本都是单电芯设计,一块整块的电池包解决供电问题。但随着手机容量越做越大,快充功率越堆越高,单电芯开始顶不住了。
充电功率上去之后,大电流流过电芯,发热会变严重,不仅损耗电池寿命,还有可能带来安全隐患。另外手机的形状是不规则的,现在都是直面或者曲面屏,内部还要塞下主板、摄像头模组这些部件,整块大电芯很难刚好填满内部空间,会浪费掉不少边角位置,变相浪费了容量。
双电芯方案就是把原来一整块大电池,分成两个更小的电芯,再通过串联或者并联的方式组合起来供电,刚好解决了单电芯遇到的这些问题。
我们先说说并联方案。简单说,并联就是两个电芯电压相同,总容量等于两个电芯容量相加。比如两个2500mAh的电芯并联,总容量就是5000mAh,电压还是单电芯的3.8V左右。
这种方案的好处是什么呢?充电的时候,电流可以分给两个电芯分别承担,原来单电芯要走10A的电流,现在每个电芯只走5A,发热自然就降下来了。而且两个小电芯可以灵活调整摆放位置,一个放在主板上方,一个放在下方,刚好把摄像头模组周围的缝隙都用上,能比同体积的单电芯多挤出来几百毫安的容量,这点空间放在现在的手机里,就能多撑一两个小时的续航。
还有就是安全性,分开两个电芯之后,单个电芯的容量更小,即使某个电芯出现异常鼓包或者短路,影响范围也比整块大电芯小很多,不容易出现整颗电池热失控的问题。现在很多主打长续航的中端手机,还有不少大屏平板,用的都是双电芯并联方案。
那串联方案又是怎么回事?串联就是两个电芯的容量相加不变,总电压翻一倍。比如两个2500mAh的电芯串联,总容量还是2500mAh,但电压会从3.8V升到7.6V左右。
这种方案对快充特别友好。我们都知道功率等于电压乘以电流,相同的快充功率下,电压提高了,电流就能降下来。电流小了,发热和线损都会更小,充电速度就能做的更快。现在很多100W以上的超级快充旗舰,基本都用了双电芯串联设计,就是这个原因。
不过两种方案各有优劣,并联胜在容量利用率高,电压和传统单电芯一致,不需要改充电电路设计,成本更低。串联的优势是快充发热小,但电压翻倍,需要专门设计充电和放电的转换电路,对厂家的设计能力要求更高,成本也会贵一点。
现在很多厂商也在做串并联结合的双电芯方案,结合了两种方案的优势。简单说就是充电的时候用串联,提升充电速度降低发热,放电的时候换成并联,提升容量利用率,兼顾续航和快充,这种方案现在已经用在了很多旗舰机型上。
还有一点大家可能关心,双电芯会不会比单电芯更容易坏?其实刚好相反,双电芯每个电芯承受的电流压力更小,充电的时候发热更低,反而能减缓电池的老化速度。现在大部分厂商给双电芯电池的保修政策,和单电芯是一样的,正常用个两三年都不会有太大问题。
这次新的双电芯优化方案能被国际大客户采纳,其实也说明行业对这个技术路线的认可。这里说的国际大客户,基本就是全球头部的手机品牌,下一代旗舰产品用上这个方案,意味着很快主流品牌都会跟进这个设计。
为什么头部品牌会愿意推这个方案?本质还是用户需求推着行业走。现在用户对手机的要求越来越高,既要一天一充甚至两天一充的长续航,又要十几分钟充满的快充,还不能牺牲安全性,不能让手机变厚变重。双电芯方案刚好能在现有体积下,同时满足这几个要求,比继续堆单电芯的技术难度更低,收益更大。
比如同样做5000mAh容量,双电芯能做到比单电芯薄0.2到0.3毫米,这点厚度差就能让手机的手感好很多。或者同样厚度下,双电芯就能多放400到500mAh的容量,日常使用就能多撑一两个小时刷视频,对用户来说感知非常明显。
安全方面的提升更是用户看不到但非常重要的点。现在电池容量越来越大,手机又经常放在口袋里贴身带,一旦出安全问题就是大事。双电芯把一块大电池分成两块,即使单个电芯出问题,也不会影响整颗电池,更不容易出现燃烧爆炸的风险,这对大厂来说是非常重要的加分项。
当然双电芯也不是完美的,比如对厂家的电池管理系统要求更高,要精准控制两个电芯的充放电平衡,如果做的不好,可能会出现一个电芯先用完,另一个还有电的情况,反而浪费容量。不过现在经过这么多年的技术迭代,这个问题已经解决的很好了,正规大厂的产品基本不会出现这种问题。
接下来几年,应该会有越来越多的手机,不管是旗舰还是中端机型,都会用上优化后的双电芯串并联方案。用户能拿到手的,就是续航更长、充电更快、也更安全的手机,这对我们普通消费者来说,确实是实打实的升级。
其实手机行业发展到现在,已经很少有那种翻天覆地的革命性技术了,大部分提升都是这样一个个小细节堆出来的,从电池结构到芯片设计,每一点改进,最后都会变成用户手里更好用的体验。
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[Q]:什么是手机双电芯方案?
[A]:双电芯方案是把原来一整块大电池分成两个更小的电芯,再通过串联、并联或串并联结合的方式组合供电,解决单电芯大容量高快充下的发热、空间浪费等问题。
[Q]:双电芯并联方案有什么优势?
[A]:双电芯并联方案总容量为两个电芯容量相加,充电电流可由两个电芯分摊,发热更低;小电芯可灵活填充手机内部边角空间,提升容量利用率,成本也更低,安全性更好。
[Q]:双电芯串联方案适合什么场景?
[A]:双电芯串联方案总电压翻倍,相同快充功率下电流更低,发热和线损更小,充电速度更快,适合百瓦以上的超级快充旗舰机型。
[Q]:串并联结合的双电芯方案好在哪里?
[A]:串并联结合方案充电时用串联提升速度降低发热,放电时切换为并联提升容量利用率,可以同时兼顾快充速度、续航时长两大需求。
[Q]:双电芯电池比单电芯更容易坏吗?
[A]:并不会,双电芯每个电芯承受的电流压力更小,充电发热更低,反而能减缓电池老化速度,正规大厂产品正常使用两三年都不会有太大问题。
[Q]:为什么头部手机品牌会采纳优化后的双电芯方案?
[A]:当前用户同时需求长续航、超快闪充与安全性,双电芯方案可以在现有手机体积下同时满足这几个需求,技术难度更低收益更高,还能提升电池安全性,符合大厂产品需求。
[Q]:双电芯方案会浪费容量吗?
[A]:合格的正规大厂产品不会,现在经过多年技术迭代,双电芯的充放电平衡控制已经非常成熟,不会出现单个电芯提前耗完的浪费问题,反而能提升空间利用率增加总容量。
[Q]:双电芯方案对普通用户有什么好处?
[A]:对普通用户来说,双电芯方案能带来更长的续航、更快的充电速度,同时能让手机做的更轻薄,还提升了电池使用的安全性,都是实打实的使用体验升级。
早几年手机基本都是单电芯设计,一块整块的电池包解决供电问题。但随着手机容量越做越大,快充功率越堆越高,单电芯开始顶不住了。
充电功率上去之后,大电流流过电芯,发热会变严重,不仅损耗电池寿命,还有可能带来安全隐患。另外手机的形状是不规则的,现在都是直面或者曲面屏,内部还要塞下主板、摄像头模组这些部件,整块大电芯很难刚好填满内部空间,会浪费掉不少边角位置,变相浪费了容量。
双电芯方案就是把原来一整块大电池,分成两个更小的电芯,再通过串联或者并联的方式组合起来供电,刚好解决了单电芯遇到的这些问题。
我们先说说并联方案。简单说,并联就是两个电芯电压相同,总容量等于两个电芯容量相加。比如两个2500mAh的电芯并联,总容量就是5000mAh,电压还是单电芯的3.8V左右。
这种方案的好处是什么呢?充电的时候,电流可以分给两个电芯分别承担,原来单电芯要走10A的电流,现在每个电芯只走5A,发热自然就降下来了。而且两个小电芯可以灵活调整摆放位置,一个放在主板上方,一个放在下方,刚好把摄像头模组周围的缝隙都用上,能比同体积的单电芯多挤出来几百毫安的容量,这点空间放在现在的手机里,就能多撑一两个小时的续航。
还有就是安全性,分开两个电芯之后,单个电芯的容量更小,即使某个电芯出现异常鼓包或者短路,影响范围也比整块大电芯小很多,不容易出现整颗电池热失控的问题。现在很多主打长续航的中端手机,还有不少大屏平板,用的都是双电芯并联方案。
那串联方案又是怎么回事?串联就是两个电芯的容量相加不变,总电压翻一倍。比如两个2500mAh的电芯串联,总容量还是2500mAh,但电压会从3.8V升到7.6V左右。
这种方案对快充特别友好。我们都知道功率等于电压乘以电流,相同的快充功率下,电压提高了,电流就能降下来。电流小了,发热和线损都会更小,充电速度就能做的更快。现在很多100W以上的超级快充旗舰,基本都用了双电芯串联设计,就是这个原因。
不过两种方案各有优劣,并联胜在容量利用率高,电压和传统单电芯一致,不需要改充电电路设计,成本更低。串联的优势是快充发热小,但电压翻倍,需要专门设计充电和放电的转换电路,对厂家的设计能力要求更高,成本也会贵一点。
现在很多厂商也在做串并联结合的双电芯方案,结合了两种方案的优势。简单说就是充电的时候用串联,提升充电速度降低发热,放电的时候换成并联,提升容量利用率,兼顾续航和快充,这种方案现在已经用在了很多旗舰机型上。
还有一点大家可能关心,双电芯会不会比单电芯更容易坏?其实刚好相反,双电芯每个电芯承受的电流压力更小,充电的时候发热更低,反而能减缓电池的老化速度。现在大部分厂商给双电芯电池的保修政策,和单电芯是一样的,正常用个两三年都不会有太大问题。
这次新的双电芯优化方案能被国际大客户采纳,其实也说明行业对这个技术路线的认可。这里说的国际大客户,基本就是全球头部的手机品牌,下一代旗舰产品用上这个方案,意味着很快主流品牌都会跟进这个设计。
为什么头部品牌会愿意推这个方案?本质还是用户需求推着行业走。现在用户对手机的要求越来越高,既要一天一充甚至两天一充的长续航,又要十几分钟充满的快充,还不能牺牲安全性,不能让手机变厚变重。双电芯方案刚好能在现有体积下,同时满足这几个要求,比继续堆单电芯的技术难度更低,收益更大。
比如同样做5000mAh容量,双电芯能做到比单电芯薄0.2到0.3毫米,这点厚度差就能让手机的手感好很多。或者同样厚度下,双电芯就能多放400到500mAh的容量,日常使用就能多撑一两个小时刷视频,对用户来说感知非常明显。
安全方面的提升更是用户看不到但非常重要的点。现在电池容量越来越大,手机又经常放在口袋里贴身带,一旦出安全问题就是大事。双电芯把一块大电池分成两块,即使单个电芯出问题,也不会影响整颗电池,更不容易出现燃烧爆炸的风险,这对大厂来说是非常重要的加分项。
当然双电芯也不是完美的,比如对厂家的电池管理系统要求更高,要精准控制两个电芯的充放电平衡,如果做的不好,可能会出现一个电芯先用完,另一个还有电的情况,反而浪费容量。不过现在经过这么多年的技术迭代,这个问题已经解决的很好了,正规大厂的产品基本不会出现这种问题。
接下来几年,应该会有越来越多的手机,不管是旗舰还是中端机型,都会用上优化后的双电芯串并联方案。用户能拿到手的,就是续航更长、充电更快、也更安全的手机,这对我们普通消费者来说,确实是实打实的升级。
其实手机行业发展到现在,已经很少有那种翻天覆地的革命性技术了,大部分提升都是这样一个个小细节堆出来的,从电池结构到芯片设计,每一点改进,最后都会变成用户手里更好用的体验。
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[Q]:什么是手机双电芯方案?
[A]:双电芯方案是把原来一整块大电池分成两个更小的电芯,再通过串联、并联或串并联结合的方式组合供电,解决单电芯大容量高快充下的发热、空间浪费等问题。
[Q]:双电芯并联方案有什么优势?
[A]:双电芯并联方案总容量为两个电芯容量相加,充电电流可由两个电芯分摊,发热更低;小电芯可灵活填充手机内部边角空间,提升容量利用率,成本也更低,安全性更好。
[Q]:双电芯串联方案适合什么场景?
[A]:双电芯串联方案总电压翻倍,相同快充功率下电流更低,发热和线损更小,充电速度更快,适合百瓦以上的超级快充旗舰机型。
[Q]:串并联结合的双电芯方案好在哪里?
[A]:串并联结合方案充电时用串联提升速度降低发热,放电时切换为并联提升容量利用率,可以同时兼顾快充速度、续航时长两大需求。
[Q]:双电芯电池比单电芯更容易坏吗?
[A]:并不会,双电芯每个电芯承受的电流压力更小,充电发热更低,反而能减缓电池老化速度,正规大厂产品正常使用两三年都不会有太大问题。
[Q]:为什么头部手机品牌会采纳优化后的双电芯方案?
[A]:当前用户同时需求长续航、超快闪充与安全性,双电芯方案可以在现有手机体积下同时满足这几个需求,技术难度更低收益更高,还能提升电池安全性,符合大厂产品需求。
[Q]:双电芯方案会浪费容量吗?
[A]:合格的正规大厂产品不会,现在经过多年技术迭代,双电芯的充放电平衡控制已经非常成熟,不会出现单个电芯提前耗完的浪费问题,反而能提升空间利用率增加总容量。
[Q]:双电芯方案对普通用户有什么好处?
[A]:对普通用户来说,双电芯方案能带来更长的续航、更快的充电速度,同时能让手机做的更轻薄,还提升了电池使用的安全性,都是实打实的使用体验升级。
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