如何比较无线耳机充电盒容量与可用能量

创建于10.10
额定容量为500 mAh的充电盒,并不一定与另一个标称相同的充电盒提供相同数量的可用能量。mAh数值描述的是电池的电荷容量,而非最终到达耳机的能量。标称电压、转换损耗、放电截止电压和残余电量都会影响最终结果。
对于OEM采购而言,无线耳机充电盒的可用能量比单纯的额定容量更具比较意义。可靠的评估应从电池的瓦时额定值开始,然后考察有多少能量可用于充电,以及充电盒实际能支持多少次等效完整充电。
当两个供应商提供相似的容量规格但不同的充电盒配置时,这一差异就很重要。在没有一致的测量条件的情况下,标称容量更大的电池未必能提供更好的充电性能。

为什么相同的mAh值可能代表不同的能量

两个充电盒都可以标称 500 mAh 的额定值,但储存的能量却不同。毫安时描述的是电荷量,而瓦时还考虑了电压。即使 mAh 数值不变,标称电压更高的电池也可以具有更高的额定能量。
在比较完整的充电盒时,这一区别变得更加显著。电池容量只是起点。电源管理电路、充电效率以及充电盒停止放电的节点,决定了其中有多少能量仍然可用。
评估过程中应将三个数值分开看待:
  • 额定容量(mAh):电池在指定额定条件下标称的电荷容量。
  • 额定能量(Wh):使用容量和电压计算得出的标称能量。
  • 可用充电能量(Wh):在约定运行条件下,于规定测量点可获得的能量。
最终数字需要有一个清晰的定义。在充电盒输出端测量的能量不一定是耳机电池中存储的能量,因为下游可能会发生额外的损耗。
对于评估TWS耳机的团队来说,产品规格提供了起点,但需要实际的充电盒配置和样品测量数据来确定充电性能。
在比较供应商报价之前,需确认每个mAh数值是指充电盒电芯、电池组件还是其他明确的测量基准。一旦这些数值代表可比较的电池配置,下一步就是用瓦时表示其额定能量。
电子工作台上两块普通锂聚合物电池旁边放着一个万用表,用于比较电池容量规格

使用确认的电压将额定容量转换为瓦时

瓦时提供了一个更一致的基础,用于比较具有不同标称电压的充电盒电池。
转换很直接:
额定能量(Wh)= 额定容量(mAh)× 标称电压(V)÷ 1,000
考虑两个具有相同额定容量的假设充电盒电池。
参数
案例A
案例 B
额定容量
500 mAh
500 mAh
标称电压
3.60 V
3.85 V
计算额定能量
1.80 Wh
1.925 Wh
实测可用能量
未测量
未测量
这些数字是假设性示例,并非GENAI产品规格或测试结果。
桌上用于电池容量对比的紫色无线耳机和充电盒
尽管两块电池的额定容量均为500 mAh,但Case B的标称能量大约多出6.9%。这一差异解释了为什么充电盒的mAh不等于可用能量,以及为什么在不考虑电压的情况下比较电池容量可能导致不完整的购买决策。
然而,计算出的Wh数值仍然代表标称电池能量,而非已确认的充电性能。Case B可能储存更多能量,但在充电过程中损失更多。
为了进行可靠的无线耳机充电盒可用能量比较,供应商应提供确认的标称电压、电池配置以及所述容量所依据的额定条件。
如果电池由多个电芯组成,还必须确定电气布置方式。在未了解电池组配置方式的情况下,不能将单电芯电压自动应用于电池组级别的mAh数值。
一旦确定了额定能量,采购团队就可以超越规格表的比较,转而考察该能量在充电盒内部的实际表现。

考虑转换损耗和未使用的储备

并非存储在充电盒电池中的每一瓦时都能用于为耳机充电。
充电电路在调节电压和管理功率传输时会消耗能量。充电电子设备也会引入损耗,而待机消耗和放电截止可能会减少后续充电会话可用的能量。
两个因素尤为重要:转换损耗和未使用的储备。
转换损耗是指在传输过程中消耗掉而非输送到预期测量点的能量。未使用的储备是指当充电盒达到放电截止点后仍无法获取的电池能量。
这些损耗不应混淆。充电盒在停止为耳机充电后可能仍保留一些电池电量,而能量转换损耗则发生在正常的电力传输过程中。
一个简化的关系式为:
耳机中存储的估计能量 = (充电盒额定能量 − 充电盒不可获取能量)× 整体充电效率
举例说明,假设一个充电盒的额定能量为2.00 Wh,不可获取能量为0.15 Wh,并假定整体充电效率为80%。
在这些假设下:
(2.00 − 0.15) × 0.80 = 1.48 Wh
这是一个理论示例,并非预期的性能基准。实际效率会随电池荷电状态、电路行为和工作条件而变化。
测量边界也很重要。如果供应商已经在充电盒输出端测量了可用能量,则不应再次扣除该测量中包含的转换损耗。
因此,可信的比较需要区分额定电池能量、可访问能量和通过充电系统传输的能量。这些是相关的数字,但它们回答的是不同的问题。

仅根据匹配的测量数据估算充电次数

额定瓦时更高的充电盒并不自动意味着能提供更完整的耳机充电次数。实际结果取决于充电盒能提供多少能量以及每次充电消耗多少能量。
为了进行有意义的比较,充电盒和耳机的测量数据必须描述相同的配置并使用兼容的能量测量点。
估算的等效完整充电次数可表示为:
等效完整充电次数 = 实测可用电池盒能量 ÷ 实测每次完整配对充电所需能量
此计算仅在分子和分母使用相同能量测量边界时有效。例如,如果可用电池盒能量是在充电输出端测量的,则每次完整配对充电所需能量也必须在同一输出端测量。
供应商在反复为部分耗尽的耳机充电后,可能会报告更高的充电次数。这一结果不一定不正确,但如果不考虑实际传输的能量,就无法将其与基于完全充电的测试直接进行比较。
测量应确定两只耳机的起始电量、充满电的终点、充电盒的截止条件,以及在整个评估过程中是否断开了外部电源。
展示充电盒电池能量、转换损耗以及传输至耳机的可用能量的示意图
在实际可行的情况下,应保持相同的环境条件和充电间隔。这些条件的差异会影响重复充电过程中可用的能量。
对于OEM审批,充电盒的充电循环应有实测能量记录和明确定义的充电方法作为支持。仅声称充电次数不足以确立两个供应商之间的性能等效性。

在选择案例配置之前比较供应商记录

在此阶段,比较应区分标称容量与实际可用于充电的能量。
有用的供应商记录将声明的电池规格与实测性能相结合。额定 mAh、标称电压、计算 Wh、可用能量、充电次数和截止条件应参考可识别的样品配置。
记录还应说明能量测量位置。否则,两个供应商可能报告相似的可使用 Wh 值,但测量的是充电路径的不同部分。
考虑两个正在评估的配置。一个具有更大的额定电池但充电损耗更大。另一个使用更小的电池,但为预期充电次数提供足够的能量。
两者都没有自动的优先性。
如果两种配置都满足项目约定的充电需求,其他产品方面的考虑因素可能会影响最终选择。如果性能不达标,适当的应对措施可能涉及电池容量、电源管理设计或截止行为,而不是简单地选择最大mAh额定值。
对于下一个采购阶段,团队可以审查GENAI耳机型号,并准备所需的电池规格和测量条件,以便进行样品评估。
最终选择应基于经过验证的样品证据,所选外壳配置应在可比条件下满足预期的充电需求。

充电次数可以包括部分充电吗?

可以。当部分充电会话以实测能量表示为等效满充时,可以将其纳入统计。将每次部分补电计为一次完整充电会高估结果。起始和结束电量水平应保持记录。

如果缺少标称电压会怎样?

仅凭mAh无法完成可靠的Wh计算。在比较额定能量之前,请索取电池的标称电压和相关配置文档。使用来自其他电池或产品的假设电压不足以作为批准依据。

左右耳机的充电损耗是否应合并计算?

是的,在评估完整的耳机对时。应考虑两只耳机所需的能量,包括它们各自充电路径的损耗。如果耳机的起始电量不同,请分别测量它们的需求,然后再合并结果。
充电盒应根据其在预期工作条件下能够可靠提供的能量来评估,而不是仅仅依据其规格表上印制的mAh数值。
对于OEM项目,下一步是确定所需的充电次数、确认电池规格,并商定一种可一致应用于供应商样品的能量测量方法。
申请TWS耳机样品以进行约定的性能检查通过GENAI的产品页面。包括预期的案例配置、所需的充电性能以及批准设计前所需的能量测量数据。
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