10000mAh的充电宝，为何额定容量只有5800mAh？
日期：2024-09-09 13:00:05 / 人气：
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。
