急速充電還是快速充電，總比慢速充電好

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(yī)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(yù)計(jì)能夠及時(shí)回去工作，還能趕上一場(chǎng)我原本以為已經(jīng)趕不上的會(huì)。在看完一本《人車志》和一本兩年前的《國(guó)家地理》雜質(zhì)后，我才被叫到就診室。

在看醫(yī)生之前，我甚至還有時(shí)間看完了兩本去年的《公路與賽道》(Road & Track) 雜志。這么長(zhǎng)時(shí)間足夠開完會(huì)了……。當(dāng)我向接待員提出這次看病似乎比我預(yù)計(jì)的時(shí)間要長(zhǎng)時(shí)，她說這已經(jīng)是夠快的了。好吧，可能我的預(yù)估是急速，而最終結(jié)果是快速。我認(rèn)為這其實(shí)就是慢速。

在鎳鎘電池為大多數(shù)便攜式電子產(chǎn)品的充電電池的時(shí)代，我們對(duì)不同的充電速度有著不同的術(shù)語，對(duì)其做了清晰的定義。在“標(biāo)準(zhǔn)”充電速度 C/10 下，電池從沒電到滿格需要大約 12 小時(shí)。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(shí)，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(shí)多一點(diǎn)的時(shí)間。該充電速率需要終止功能，而且通常在進(jìn)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(xiàn)已成為創(chuàng)新的好領(lǐng)域。設(shè)備向智能手機(jī)和平板電腦的轉(zhuǎn)變平添了更多挑戰(zhàn)。一個(gè)比較極端的實(shí)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(huì)充電一整夜。目前從評(píng)論來看，我應(yīng)該使電池工作 10 小時(shí)以上，才算滿意。

回到這類設(shè)備的快速充電問題上來，需要設(shè)定消費(fèi)者預(yù)期。“快速”或“急速”這樣的術(shù)語可以用來設(shè)定預(yù)期。圖 1 是在不同最大充電電流下從不同電量狀態(tài) (SOC) 到充滿電所需的時(shí)間。從圖中可以看出，當(dāng)從 75% 的 SOC 開始充電時(shí)，使用 2A 或 3A 容量的適配器其實(shí)無所謂。充滿電需要 1.2 小時(shí)多一點(diǎn)的時(shí)間。這是因?yàn)樵诤愣妷耗Ｊ较鲁潆?。因此，如果消費(fèi)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(huì)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(yù)期的設(shè)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(shù)。盡管這篇論文是關(guān)于電動(dòng)汽車的，但指出了對(duì)這些術(shù)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(shù)語是一致的。

圖 1. 從不同電量狀態(tài)到充滿電所需的時(shí)間與最大充電電流的對(duì)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(dāng)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(dá)便攜式設(shè)備中的急速或快速的寓意。例如，我們可以規(guī)定急速充電器在充電 30 分鐘后得到的電池電量應(yīng)維持至少 5 小時(shí)的設(shè)備工作。這只是一個(gè)實(shí)例，假設(shè)急速充電電流為 1C 的速率，而且電池能支持 10 小時(shí)的普通工作。

我知道提供更快速充電所獲得的優(yōu)勢(shì)要大于解決實(shí)際技術(shù)問題所帶來的困難。如果我們不能設(shè)定預(yù)期以評(píng)估消費(fèi)者的看法，那么急速充電可能就沒有我們想象的那么有價(jià)值。提供一個(gè)比當(dāng)前 10W 適配器大不了多少的墻式適配器，同時(shí)以遠(yuǎn)小于兩倍的成本提供雙倍的電源，這絕對(duì)會(huì)讓我們忙個(gè)不停。在很多情況下，消費(fèi)者希望在使用設(shè)備的同時(shí)對(duì)其進(jìn)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(jī)和平板電腦中以雙倍速率充電而產(chǎn)生的發(fā)熱問題，需要轉(zhuǎn)換效率的顯著提升。

快速或急速，實(shí)際就是預(yù)期問題。無論是在醫(yī)生診斷室候診，是等待家庭成員做好準(zhǔn)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(rèn)為達(dá)到快速或急速的挑戰(zhàn)是什么。順便說一下，我都還沒提在進(jìn)行更快速充電時(shí)可能造成的容量衰減問題。

如欲了解有關(guān)該電源主題以及其他電源主題的更多詳情，敬請(qǐng)?jiān)L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(dòng)汽車時(shí)代的利與弊》，挪威斯塔瓦格 EVS24，2009 年 5 月 13 ~ 16 日。