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    超能网移动电源评测文章:

      《米粉节前的点心,小米移动电源评测》
      《移动电源评测之二:腾讯印象MP-7800A评测
      《移动电源评测之三:索尼CP-F2L评测
      《移动电源评测之四:乐泡月光石6000评测
      《移动电源评测之五:品胜易充二代5000评测
      《移动电源评测之六:电小二加电宝M7800A评测
      《移动电源评测之七:航嘉HPBA6000评测》预告

    超能网移动电源科普文章回顾:

      《<iPhone最大缺陷:电池太糟糕了!>之拨乱反正
      《315拒绝坑爹,如何选购一个合格的移动电源
      《移动电源也要Pro,超能网移动电源评测标准出炉
      《这只是热身,超能网已测七款移动电源点评
      《20款移动电源全部不合格?一定是打开的方式不对》


      有不少消费者买了移动电源之后,发现容量达不到标称值,例如买了一个5000mAh的移动电源,给1500mAh的手机只充了2次就没电了。你知道这是什么原因吗?你知道移动电源的容量是如何计算的吗?你知道台湾的质监部门也犯了同样的低级错误吗?

      今天有网友在我们两篇移动电源文章里提到台湾的《苹果日报》报道的一篇关于移动电源的文章《行動電源受檢均不合格 SONY飛利浦被點名》(需要科学上网)。文章的部分内容如下:

      我翻到了报道的原文,这是来自台湾行政院消费者保护会消费者保护处的一篇新闻稿,原文为《行動電源檢測及標示查核結果出爐:全部不合格》。原文最后附上了2个pdf还有一个excel文件,指出最大的一个问题是测试的移动电源容量不达标,测试的20款移动电源全部不合格。

      他们是按照CNS14857-2标准进行测试(鄙视一下标准文件下载还要收费的),虽然我暂时不能翻出这份测试标准,但从这份pdf的测试结果来看,台湾消保处犯了一个低级错误,即忽略了移动电源的放电电压,单纯使用电量来衡量一个移动电源是否合格(还有另外一个错误是以2A放电来测试移动电源,这有可能导致移动电源过热切断输出)。这也是如何正确计算移动电源的容量的问题,普通的消费者常会犯这个错误,买回了移动电源发现只能给手机充一两次电,然后就给了淘宝卖家差评有木有?

      小编在《<iPhone最大缺陷:电池太糟糕了!>之拨乱反正》就已经提到过。常见的锂离子电池电压都为3.7V,所以没有人去提到它,都习惯用电量单位"毫安时/mAh”来标识电池的容量,其实毫安时是一个电量单位,可以理解为电池放电的电子数量,每一个电子的电压乘以电子的数量才可以得到电池的能量总和,这个单位为“瓦时/Wh”,它才是真正衡量电池容量的单位。电量和能量不能再傻傻分不清了。

      我们不妨以下图台湾消保处测试不合格的"索尼2000mAh”这款电源的数据来验证一下,这款移动电源测得的放电电量是1174mAh,我们不知道这款电源的放电均压是多少,但可以按USB接口标准放电电压5V来计算,它可以放出约5.87Wh的能量,这款移动电源标称电量2000mAh,也就是7.4Wh的标称容量,计算得到79.32%的转换效率,在一个很合理的范围之内。

    计算方式为:

      1174mAh x 5V = 5.87Wh 为移动电源使用5V输出所能发出的能量总和
      2000mAh x 3.7V = 7.4Wh 为移动电源电芯的总能量

      5.87Wh / 7.4Wh = 79.324%

      以传统的错误算法来看我们测过的七款移动电源会是怎么样的?读者朋友可以看看我们测试过的数据,都按测得的电量以mAh来绘图就可以得到下面的条形图。实测电量最大的腾讯印象MP-7800A也不过是标称的66.6%,而按这种方法来计算是很不科学的。我们每一次移动电源评测中都会用iPhone 5的电池容量来举例子告诉大家我们测试的产品能给iPhone 5充满几次,里面的数据全部都以能量单位Wh计算。


    以放电电量来计算就是这样

      如果以能量单位来计算,结果如下图。移动电源使用的是锂离子或者锂聚合物电芯,电芯的标准输出电压多为3.7或者3.8V,单节或者多节使用并联或者串联的方式连接,经过Boost或者Buck电路最终以USB接口的标准电压5V输出给手机等用电设备。其中的损耗主要存在于电芯内阻、主电路以及接口。测得的可用能量与标称能量之比为转换效率,转换效率在70%~90%都是很常见的,假如以能量为单位计算出来发现转换效率低于50%,那才有可能是属于虚标的情况。


    以1A放电,使用Wh为单位计算得到的结果

      最后说一下台湾消保处要求厂商2个月内改正,否则重罚150万元(约合30万人民币)的处罚太搞笑了。

    补充的结论:

      鉴于文章放出来之后有不少读者还不明白其中的不少地方,所以有必要再补充一些更加基础的内容进行科普!

      1.USB接口的标准输出电压是5VDC;

      2.单节钴酸锂为阳极的电池平均输出电压为3.7V,这是最常见的锂离子电池的输出电压;

      3.我们反复强调锂离子电池/电芯的电量单位是毫安时/mAh,例如1000mAh,就是指以1000mA为输出电流的大小,能够放电1个小时;能量的单位是瓦时/Wh,要累计一个移动电源所能存储的能量,除了需要知道放出的电量之外,还要知道每一个电子的电势(电压),所以瓦时才是真正衡量电池能量(即容量)的单位。我们平时所说的多少毫安时的所谓容量,其实只是指电池所含的电量。

      4.单节锂离子电池/电芯的能量(容量)计算方式为:电量(mAh) x 放电电压(V) / 1000 = 能量(Wh),以下图飞毛腿为小米代工的电池为例,它的能量为:

    1880mAh x 3.7V = 6.956Wh ≈ 7Wh

      如果换成笔记本用的电池容量应该怎么算?可以说下图这块笔记本电池的容量是6500mAh吗?怎么这块6500mAh的电池块头比手机用的3块2000mAh的还大那么多?因为这里使用了3节电量5600mAh的电芯串联,放出的每一个电子的电势就是3节锂离子电芯电势之和,为3x 3.7V = 11.1V。

      这里的容量计算使用上面的公式,即:电量(mAh) x 放电电压(V) / 1000 = 能量(Wh),计算为5600mAh x 11.1V = 62.16Wh ≈ 62Wh。

      5.移动电源行业的标称容量都是以电芯的电量来标称!

      文章中被台湾消保处抽查的索尼移动电源型号为CP-ELSVP,索尼官方网站产品页面截图如下:红圈内注明这款移动电源内置了2000mAh的锂离子电芯。


    文章中提及的索尼CP-ELSVP移动电源官网链接为:http://www.sony.jp/battery/products/CP-ELSVP/

      我们评测的另外一款索尼移动电源CP-F2L的标示更加清楚,注明了使用2块电量为3500mAh的电芯,电芯以并联的方式连接,单块电芯3.7V,按公式计算即已经是25.9Wh的容量。

      6.如果厂家都以5V电压为输出电压来标识移动电源的电量/容量,那么又该取多大的放电电流?

      如果移动电源统一使用5V放电来统计其容量,还得给定一个放电电流的大小,那么在行业没有相应规范的情况下,是以USB 2.0规范的500mA?以USB 3.0的900mA?以常见充电器的1A?还是以iPad充电器的2.1A来作为放电标准?

      移动电源的电芯、开关电路、接口都是存在一定的阻值,当阻值R一定的情况下,电流I越大,其损耗P也越大。所以在没有规范的情况下,不统一放电电流只会导致出现不同的放电电量,也就是出现不同转换效率(这也就是为什么我们超能网的移动电源评测统一使用1A放电电流)。

      7.按照5V作为输出电压来标识移动电源的电量,给手机充满多少次电需要怎么计算?

      上面的索尼CP-F2L的能量为25.9Wh,如果以USB接口的标准电压5V来衡量,不计损耗,则可以换算得5180mAh的电量。有了5180mAh的电量就真的可以给一部电池容量为1500mAh的手机充满3次吗?

      实际上不是这样!如果忽略充电过程中的损耗,计算可以充满手机多少次,还是得转换回能量单位Wh才可以换算。

      5180mAh / 5V电压的移动电源可以输出的能量为25.9Wh,一部手机的电池为1500mAh / 3.7V,可以存储的能量为5.55Wh,计算可得到给手机充电的次数为:

    25.9Wh / 5.55Wh = 4.666 次

      总的来说,小编写这篇文章只是要告诉读者两件事,一件就是如何计算电池、电芯、移动电源的容量(别再说mAh是容量了);另外一件是告诉读者(要明白目前的状况),以电芯电量作为移动电源的标称容量是目前行业的默认规范,并且已经沿用多年,在没有虚标的情况下,厂商确确实实使用了这样容量的电芯,不存在欺诈,实际可以输出多少,受转换电路的效率以及输出的电流大小所影响。

      这就有点像硬盘和存储卡厂商使用1000进制作为硬盘或存储卡的容量单位,而操作系统使用的是1024进制,结果就是一个1T的硬盘实际可用的容量就只有931GB,我们的消费者知道事实之后随时受不了。同样的道理,电信运营商给我们提供了2M的宽带,用户下载的时候说没有达到2MB/S,也可以说是电信运营商坑了我们吗?

      使用2000mAh的电芯,然后标称容量有4000mAh,那才真的叫虚标啊!

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