2022 年 9 月蘋(píng)果正式發(fā)布 iPhone 14 系列,充電頭網(wǎng)也第一時(shí)間入手了所有 iPhone 14 機(jī)型,并在手機(jī)到手后火速完成了充電全程測(cè)試、兼容性測(cè)試、Lightning數(shù)據(jù)線拆解、20W充電器拆解等項(xiàng)目。
2019 年 6 月,蘋(píng)果在 iOS 13 的推送中新增了一項(xiàng)名為「優(yōu)化電池充電」的功能,開(kāi)啟該功能后,系統(tǒng)會(huì)學(xué)習(xí)用戶使用手機(jī)的時(shí)段,在充電時(shí)并不會(huì)直接充至 100%,而是充至 80% 后靜止,過(guò)一段時(shí)間后再充入余下的 20% 電量。
iPhone 14 系列搭載的 iOS 16 同樣具備該功能,下面小編再來(lái)測(cè)試一下「優(yōu)化電池充電」對(duì)充電速度與實(shí)際體驗(yàn)有什么影響。
iPhone 14 系列「優(yōu)化電池充電」實(shí)際影響
5W 慢充
5W 慢充選擇了蘋(píng)果原廠 5W 充電器進(jìn)行測(cè)試,用來(lái)解讀 iPhone 慢充下策略算法。
5W 慢充的充電策略為鋰電池充電算法最常見(jiàn)也最傳統(tǒng)的 CCCV(恒流轉(zhuǎn)恒壓),在充電進(jìn)入 2 小時(shí) 30 分左右時(shí),藍(lán)色電流值僅出現(xiàn)了 5 次小幅度的向下的波動(dòng)。
從曲線來(lái)看,「優(yōu)化電池充電」并不會(huì)干預(yù) 5W 慢充的充電過(guò)程,全程沒(méi)出現(xiàn)暫停充電的現(xiàn)象,從 0% 一直充至 100%。
18W PD 快充
18W PD 快充選擇了蘋(píng)果 18W PD 充電器進(jìn)行測(cè)試,這是蘋(píng)果前期用來(lái)適配 iPhone 的充電器,目前已經(jīng)淘汰更換成20W。相對(duì)于 5W 慢充,18W 充電器會(huì)握手 9V2A 電壓檔。(該測(cè)試結(jié)論也適用于其它同樣具備 9V2A PDO 的充電器,常見(jiàn)于 18W PD 充電器。)
18W PD 快充,前期 9V PDO 長(zhǎng)時(shí)間平穩(wěn)恒流充電,僅有 3 個(gè)電流向下的波動(dòng)。
1 小時(shí)左右,PDO 從 9 V 跳回 5V,同時(shí)電流接近 0,進(jìn)入暫停充電狀態(tài)(圖中藍(lán)色區(qū)域)。
停充一段時(shí)間后電流恢復(fù),進(jìn)入充電末期轉(zhuǎn)為恒壓算法,直至充電結(jié)束。
可以看到,18W PD 快充時(shí),「優(yōu)化電池充電」功能生效了,在充入約 80% 電量后,靜止了 6 分鐘,然后再繼續(xù)充入余下的 20% 電量。
20W PD 快充
20W PD 快充選擇了蘋(píng)果 20W PD 充電器進(jìn)行測(cè)試,目前蘋(píng)果官方給出的 iPhone 快充 推薦就是該 20W 充電器。相對(duì)于 18W 充電器,20W 充電器會(huì)握手 9V2.22A 電壓檔,僅僅是電流與功率的少許提升。(該測(cè)試結(jié)論也適用于其它同樣具備 9V2.22A PDO 的充電器,常見(jiàn)于 20W PD 充電器。)
20W PD 快充,前期 9V PDO 恒流充電,30 分鐘左右電流開(kāi)始出現(xiàn)鋸齒狀波動(dòng),波動(dòng)范圍在 1.6A-2.2A 之間,對(duì)應(yīng)功率波動(dòng)范圍 14W-19W,推測(cè)是溫控生效在干預(yù)(紅色區(qū)域)。
1 小時(shí)左右,PDO 從 9 V 跳回 5V,同時(shí)電流接近 0,進(jìn)入暫停充電狀態(tài)(圖中藍(lán)色區(qū)域)。
停充一段時(shí)間后電流恢復(fù),進(jìn)入充電末期轉(zhuǎn)為恒壓算法,直至充電結(jié)束。
20W PD 快充時(shí),「優(yōu)化電池充電」功能生效了,在充入約 80% 電量后,靜止了 8 分鐘,然后再繼續(xù)充入余下的 20% 電量。
35W PD 快充
35W PD 快充選擇了蘋(píng)果最新發(fā)布的 35W 雙口 USB-C PD 充電器進(jìn)行測(cè)試,單口就具備最高 35W 輸出性能。相對(duì)于 20W 充電器,35W 充電器具備滿規(guī)格的 9V3A 電壓檔,iPhone 使用該充電器會(huì)直接獲得最大充電功率,可以喂到飽。(該測(cè)試結(jié)論也適用于其它同樣具備 9V3A PDO 的充電器,例如 27W、45W、65W、100W、140W 等。)
35W PD 快充,只出現(xiàn)了短暫的 9V PDO 恒流充電,電流鋸齒狀波動(dòng)維持了很長(zhǎng)一段時(shí)間,波動(dòng)范圍在 1.5A-2.9A 之間,對(duì)應(yīng)功率波動(dòng)范圍 14W-26W,溫控生效干預(yù)(紅色區(qū)域)。
58 分鐘左右,PDO 從 9 V 跳回 5V,同時(shí)電流接近 0,進(jìn)入暫停充電狀態(tài)(圖中藍(lán)色區(qū)域)。
停充一段時(shí)間后電流恢復(fù),進(jìn)入充電末期轉(zhuǎn)為恒壓算法,直至充電結(jié)束。
35W PD 快充時(shí),「優(yōu)化電池充電」功能生效了,在充入約 80% 電量后,靜止了 9 分鐘,然后再繼續(xù)充入余下的 20% 電量。
將數(shù)據(jù)制作成充電全程速度圖,可以看到,除 5W 慢充是一條直線外,18W、20W、35W 等 PD 快充在 1 小時(shí)左右約充入 80% 電量時(shí),都會(huì)出現(xiàn)短暫的停止充電狀態(tài),靜止時(shí)間 6-9 分鐘不等。
雖然前期電流受到 iOS 溫控模塊控制出現(xiàn)齒狀的電流波動(dòng),但在充電速度圖上并未看出有影響,30 分鐘充電速度來(lái)看,18W 充入 42%、20W 充入 45%、35W 充入 49、140W 充入 51%。用戶要享受到最快的充電速度,仍然需要帶有 9V3A PDO 的充電器(27W 以上的充電器基本都會(huì)有這個(gè) PDO 電壓檔)。
對(duì)照組
iPhone 13 Pro Max 是蘋(píng)果 2021 年 9 月發(fā)布的機(jī)器,支持 USB PD 快速充電,目前 iOS 系統(tǒng)版本為 15.5。測(cè)試前,小編在 iOS 系統(tǒng)設(shè)置里關(guān)閉「優(yōu)化電池充電」再進(jìn)行測(cè)試。
抓取 iPhone 13 Pro Max 充電全程數(shù)據(jù),可以看到溫控曲線與 iPhone 14 Pro Max 有所區(qū)別。iPhone 14 Pro max 維持了一段時(shí)間的穩(wěn)定恒流狀態(tài),而 iPhone 13 Pro Max 則是從開(kāi)機(jī)后就馬上降功率,可能是 iPhone 14 充電芯片與模塊散熱更好有關(guān)?
從檢測(cè)控制頻率來(lái)看,iPhone 14 Pro Max 檢測(cè)控制非常頻繁,還不到 1 分鐘就調(diào)整一次電流。iPhone 13 Pro Max 則差不多是 2-3 分鐘一個(gè)鋸齒坡度。
另外,充電過(guò)程中并未出現(xiàn)「優(yōu)化電池充電」所干預(yù)出現(xiàn)的靜止停充現(xiàn)象,9V 轉(zhuǎn) 5V 一瞬間持續(xù)保持充電狀態(tài)。
使用其它不同功率的充電器測(cè)試,在充入約 80% 電量的時(shí)候,全部都沒(méi)出現(xiàn)靜止停充現(xiàn)象。
為什么要停一下?
電池從結(jié)構(gòu)件來(lái)劃分主要由三個(gè)部件組成:陽(yáng)極、陰極、與隔膜,通過(guò)卷繞堆疊等方式裝配,填充電解液后封入鋼殼或者軟性包裝內(nèi),就變成人們常見(jiàn)的電池,鋼殼電池一般用于電動(dòng)汽車(chē)上,數(shù)碼產(chǎn)品一般使用軟性包裝。
在充電過(guò)程中,外部電壓通過(guò)極耳施加到電池內(nèi)部,正極鋰離子釋放電子,在電場(chǎng)作用下穿過(guò)隔膜在電解液中遷移至負(fù)極,嵌入到負(fù)極石墨活性物質(zhì)內(nèi)部,電子被接收,完成充電儲(chǔ)能過(guò)程。外部設(shè)備帶載放電時(shí),鋰離子釋放電子并從負(fù)極脫嵌,穿過(guò)隔膜向正極遷移,嵌入到正極,電子被正極活性物質(zhì)接收,完成電能釋放。
「優(yōu)化電池充電」在充入至 80% 電量時(shí),暫停充電數(shù)分鐘,目的是讓鋰離子更好地嵌入負(fù)極活性物質(zhì)中,避免鋰離子在負(fù)極表面、隔膜表面積聚,進(jìn)而形成死鋰失去穿越能力,導(dǎo)致容量下降。
聽(tīng)不懂的話,小編用舉例的方式來(lái)解說(shuō)。左右兩塊海綿(代表正極、負(fù)極),中間放置一塊紗布(代表電解質(zhì)膜),在其中一塊海綿里倒入 50 克沙子(代表鋰離子),沙子穿過(guò)紗布到達(dá)另一塊海綿,就是充電或者放電的過(guò)程。
沙子在多次來(lái)回穿越的過(guò)程中,在海綿表面積聚,聚合變大成為一塊 2 克重量的鵝卵石,鵝卵石無(wú)法穿過(guò)中間的紗布,被永久性地固定下來(lái),無(wú)法繼續(xù)參與穿越運(yùn)動(dòng),那么剩下的沙子就只有 48 克了,這就是電池可用容量的減少?!竷?yōu)化電池充電」靜止的時(shí)間,就是減輕并延緩小沙子積聚變鵝卵石的發(fā)生,降低衰減速度。
充電頭網(wǎng)總結(jié)
在這次 iPhone 14 系列的測(cè)試中,充電頭網(wǎng)發(fā)現(xiàn)「優(yōu)化電池充電」的確會(huì)干預(yù) PD 充電的飽和度,在使用 PD 充電器時(shí),充電會(huì)持續(xù)到電量約 80% 飽和度,然后靜止數(shù)分鐘后,再充入余下 20% 電量。
同時(shí),抓取了 iPhone 14 系列的全程充電數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn),充電前期恒流部分受溫控干擾變得更加頻繁,或者說(shuō)更加“精準(zhǔn)受控”,好處是電池壽命將會(huì)更長(zhǎng)。
「優(yōu)化電池充電」會(huì)影響充電后期的速度,好在整體充滿時(shí)間僅僅延長(zhǎng) 5-10 分鐘,耗時(shí)的增加可忽略不計(jì),打開(kāi)該功能還是好處大于壞處的,前期 0%-80% 并不受影響。
另外,也不必懼怕“快充”,正常服役使用 3-5 年后即使電池衰減,手機(jī)也差不多換機(jī)了,或者換個(gè)新電池繼續(xù)滿血復(fù)活。擔(dān)憂快充而忍受幾年時(shí)間 5V1A 慢充,并不可取。