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作者：Dave Freeman，TI公司 急速 (Fast)和快速(quick)這樣的詞匯帶有非常主觀的意思。比如，有一次我去看醫生比往常到得要早些，接待員說我來得早，可以很快看完病離開。真好，我預計能夠及時回去工作，還能趕上一場我原本以為已經趕不上的會。在看完一本《人車志》和一本兩年前的《國家地理》雜質后，我才被叫到就診室。 在看醫生之前，我甚至還有時間看完了兩本去年的《公路與賽道》(Road & Track)雜志。這么長時間足夠開完會了……。當我向接待員提出這次看病似乎比我預計的時間要長時，她說這已經是夠快的了。好吧，可能我的預估是急速，而最終結果是快速。我認為這其實就是慢速。 在鎳鎘電池為大多數便攜式電子產品的充電電池的時代，我們對不同的充電速度有著不同的術語，對其做了清晰的定義。在“標準”充電速度C/10下，電池從沒電到滿格需要大約 12小時。該速率下電池不需要充電終止功能。然后是“快速”充電C/3，從沒電到滿格將近4小時，其需要充電終止。最后是“急速”充電C/2至C，C速率下電池充滿只需1小時多一點的時間。該充電速率需要終止功能，而且通常在進入維持充電模式之前需要加足充電。 隨著鋰離子電池成為便攜式充電電源的首選，快速充電現已成為創新的好領域。設備向智能手機和平板電腦的轉變平添了更多挑戰。一個比較極端的實例是我正在考慮的三星最新平板電腦Note Pro 12.2。該平板電腦采用9500mHr電池，配套提供2A充電器。這就意味著如果用戶不插電源使用一整天，肯定會充電一整夜。目前從評論來看，我應該使電池工作10小時以上，才算滿意。 回到這類設備的快速充電問題上來，需要設定消費者預期。“快速”或“急速”這樣的術語可以用來設定預期。圖1是在不同最大充電電流下從不同電量狀態(SOC)到充滿電所需的時間。從圖中可以看出，當從75%的SOC開始充電時，使用2A或3A容量的適配器其實無所謂。充滿電需要1.2小時多一點的時間。這是因為在恒定電壓模式下充電。因此，如果消費者期望使用急速或快速充電器更快將電池充滿電，他們就會感到很失望。 然而，如果從空電量開始充電，那么2A與3A充電速率之間有大約20分鐘的差別。這完全在于預期的設定。在一篇Botsford和Szczepanek撰寫的論文中，他們提供了慢速、快速、較快速 (rapid) 和急速充電的參數。盡管這篇論文是關于電動汽車的，但指出了對這些術語一致的定義。在這篇文章中，快速慢于較快速，而較快速則慢于急速。這與其它的電池充電術語是一致的。 
圖1. 從不同電量狀態到充滿電所需的時間與最大充電電流的對比。 該論文例舉了加州空氣資源局(ARB)的指令。指令要求急速充電器在充電十分鐘后能帶來100英里的行駛里程。當然，這意味著汽車要有能夠行駛100英里以上里程的電池。 我們可使用相同的概念來表達便攜式設備中的急速或快速的寓意。例如，我們可以規定急速充電器在充電30分鐘后得到的電池電量應維持至少5小時的設備工作。這只是一個實例，假設急速充電電流為1C的速率，而且電池能支持10小時的普通工作。 我知道提供更快速充電所獲得的優勢要大于解決實際技術問題所帶來的困難。如果我們不能設定預期以評估消費者的看法，那么急速充電可能就沒有我們想象的那么有價值。提供一個比當前10W適配器大不了多少的墻式適配器，同時以遠小于兩倍的成本提供雙倍的電源，這絕對會讓我們忙個不停。在很多情況下，消費者希望在使用設備的同時對其進行充電，因此就需要更大的電源。要解決在非常纖薄的智能手機和平板電腦中以雙倍速率充電而產生的發熱問題，需要轉換效率的顯著提升。 快速或急速，實際就是預期問題。無論是在醫生診斷室候診，是等待家庭成員做好準備外出，還是給我的新平板電腦充電，我的慢速就是有些人的急速。我想知道您就此問題的看法，以及您認為達到快速或急速的挑戰是什么。順便說一下，我都還沒提在進行更快速充電時可能造成的容量衰減問題。 如欲了解有關該電源主題以及其他電源主題的更多詳情，敬請訪問TI《電源之家》： www.ti.com/powerhouse-ca 。 參考資料 Charles Botsford、Adam Szczepanek，《快速充電與慢速充電：嶄新電動汽車時代的利與弊》，挪威斯塔瓦格EVS24，2009年5月13 ~ 16日。 |
