2022 年 9 月苹果正式发布 iPhone 14 系列,充电头网也第一时间入手了所有 iPhone 14 机型,并在手机到手后火速完成了充电全程测试、兼容性测试、Lightning数据线拆解、20W充电器拆解等项目 。
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【iPhone14系列优化电池充电实测 苹果电池优化要不要开】2019 年 6 月,苹果在 iOS 13 的推送中新增了一项名为「优化电池充电」的功能,开启该功能后,系统会学习用户使用手机的时段,在充电时并不会直接充至 100%,而是充至 80% 后静止,过一段时间后再充入余下的 20% 电量 。
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iPhone 14 系列搭载的 iOS 16 同样具备该功能 , 下面小编再来测试一下「优化电池充电」对充电速度与实际体验有什么影响 。
iPhone 14 系列「优化电池充电」实际影响5W 慢充
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5W 慢充选择了苹果原厂 5W 充电器进行测试,用来解读 iPhone 慢充下策略算法 。
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5W 慢充的充电策略为锂电池充电算法最常见也最传统的 CCCV(恒流转恒压),在充电进入 2 小时 30 分左右时,蓝色电流值仅出现了 5 次小幅度的向下的波动 。
从曲线来看,「优化电池充电」并不会干预 5W 慢充的充电过程,全程没出现暂停充电的现象,从 0% 一直充至 100% 。
18W PD 快充
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18W PD 快充选择了苹果 18W PD 充电器进行测试,这是苹果前期用来适配 iPhone 的充电器,目前已经淘汰更换成20W 。相对于 5W 慢充,18W 充电器会握手 9V2A 电压档 。(该测试结论也适用于其它同样具备 9V2A PDO 的充电器,常见于 18W PD 充电器 。)
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18W PD 快充,前期 9V PDO 长时间平稳恒流充电,仅有 3 个电流向下的波动 。
1 小时左右,PDO 从 9 V 跳回 5V,同时电流接近 0,进入暂停充电状态(图中蓝色区域) 。
停充一段时间后电流恢复,进入充电末期转为恒压算法,直至充电结束 。
可以看到,18W PD 快充时,「优化电池充电」功能生效了,在充入约 80% 电量后 , 静止了 6 分钟 , 然后再继续充入余下的 20% 电量 。
20W PD 快充
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20W PD 快充选择了苹果 20W PD 充电器进行测试,目前苹果官方给出的 iPhone 快充 推荐就是该 20W 充电器 。相对于 18W 充电器,20W 充电器会握手 9V2.22A 电压档,仅仅是电流与功率的少许提升 。(该测试结论也适用于其它同样具备 9V2.22A PDO 的充电器,常见于 20W PD 充电器 。)
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20W PD 快充,前期 9V PDO 恒流充电,30 分钟左右电流开始出现锯齿状波动,波动范围在 1.6A-2.2A 之间,对应功率波动范围 14W-19W,推测是温控生效在干预(红色区域) 。
1 小时左右,PDO 从 9 V 跳回 5V,同时电流接近 0 , 进入暂停充电状态(图中蓝色区域) 。
停充一段时间后电流恢复 , 进入充电末期转为恒压算法 , 直至充电结束 。
20W PD 快充时,「优化电池充电」功能生效了 , 在充入约 80% 电量后,静止了 8 分钟,然后再继续充入余下的 20% 电量 。
35W PD 快充
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35W PD 快充选择了苹果最新发布的 35W 双口 USB-C PD 充电器进行测试,单口就具备最高 35W 输出性能 。相对于 20W 充电器,35W 充电器具备满规格的 9V3A 电压档 , iPhone 使用该充电器会直接获得最大充电功率,可以喂到饱 。(该测试结论也适用于其它同样具备 9V3A PDO 的充电器,例如 27W、45W、65W、100W、140W 等 。)
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35W PD 快充 , 只出现了短暂的 9V PDO 恒流充电 , 电流锯齿状波动维持了很长一段时间,波动范围在 1.5A-2.9A 之间,对应功率波动范围 14W-26W,温控生效干预(红色区域) 。
58 分钟左右,PDO 从 9 V 跳回 5V,同时电流接近 0 , 进入暂停充电状态(图中蓝色区域) 。
停充一段时间后电流恢复,进入充电末期转为恒压算法,直至充电结束 。
35W PD 快充时,「优化电池充电」功能生效了,在充入约 80% 电量后,静止了 9 分钟 , 然后再继续充入余下的 20% 电量 。
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将数据制作成充电全程速度图,可以看到,除 5W 慢充是一条直线外,18W、20W、35W 等 PD 快充在 1 小时左右约充入 80% 电量时 , 都会出现短暂的停止充电状态 , 静止时间 6-9 分钟不等 。
虽然前期电流受到 iOS 温控模块控制出现齿状的电流波动,但在充电速度图上并未看出有影响,30 分钟充电速度来看,18W 充入 42%、20W 充入 45%、35W 充入 49、140W 充入 51% 。用户要享受到最快的充电速度,仍然需要带有 9V3A PDO 的充电器(27W 以上的充电器基本都会有这个 PDO 电压档) 。
对照组
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iPhone 13 Pro Max 是苹果 2021 年 9 月发布的机器,支持 USB PD 快速充电,目前 iOS 系统版本为 15.5 。测试前,小编在 iOS 系统设置里关闭「优化电池充电」再进行测试 。
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抓取 iPhone 13 Pro Max 充电全程数据,可以看到温控曲线与 iPhone 14 Pro Max 有所区别 。iPhone 14 Pro max 维持了一段时间的稳定恒流状态,而 iPhone 13 Pro Max 则是从开机后就马上降功率,可能是 iPhone 14 充电芯片与模块散热更好有关?
从检测控制频率来看 , iPhone 14 Pro Max 检测控制非常频繁,还不到 1 分钟就调整一次电流 。iPhone 13 Pro Max 则差不多是 2-3 分钟一个锯齿坡度 。
另外,充电过程中并未出现「优化电池充电」所干预出现的静止停充现象 , 9V 转 5V 一瞬间持续保持充电状态 。
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使用其它不同功率的充电器测试,在充入约 80% 电量的时候,全部都没出现静止停充现象 。
为什么要停一下?电池从结构件来划分主要由三个部件组成:阳极、阴极、与隔膜 , 通过卷绕堆叠等方式装配,填充电解液后封入钢壳或者软性包装内,就变成人们常见的电池,钢壳电池一般用于电动汽车上,数码产品一般使用软性包装 。
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在充电过程中,外部电压通过极耳施加到电池内部,正极锂离子释放电子 , 在电场作用下穿过隔膜在电解液中迁移至负极,嵌入到负极石墨活性物质内部,电子被接收,完成充电储能过程 。外部设备带载放电时 , 锂离子释放电子并从负极脱嵌,穿过隔膜向正极迁移 , 嵌入到正极,电子被正极活性物质接收,完成电能释放 。
「优化电池充电」在充入至 80% 电量时,暂停充电数分钟,目的是让锂离子更好地嵌入负极活性物质中,避免锂离子在负极表面、隔膜表面积聚,进而形成死锂失去穿越能力,导致容量下降 。
听不懂的话 , 小编用举例的方式来解说 。左右两块海绵(代表正极、负极),中间放置一块纱布(代表电解质膜),在其中一块海绵里倒入 50 克沙子(代表锂离子),沙子穿过纱布到达另一块海绵,就是充电或者放电的过程 。
沙子在多次来回穿越的过程中,在海绵表面积聚,聚合变大成为一块 2 克重量的鹅卵石,鹅卵石无法穿过中间的纱布 , 被永久性地固定下来,无法继续参与穿越运动 , 那么剩下的沙子就只有 48 克了,这就是电池可用容量的减少 。「优化电池充电」静止的时间 , 就是减轻并延缓小沙子积聚变鹅卵石的发生,降低衰减速度 。
充电头网总结在这次 iPhone 14 系列的测试中,充电头网发现「优化电池充电」的确会干预 PD 充电的饱和度,在使用 PD 充电器时,充电会持续到电量约 80% 饱和度,然后静止数分钟后 , 再充入余下 20% 电量 。
同时,抓取了 iPhone 14 系列的全程充电数据后发现,充电前期恒流部分受温控干扰变得更加频繁 , 或者说更加“精准受控” , 好处是电池寿命将会更长 。
「优化电池充电」会影响充电后期的速度 , 好在整体充满时间仅仅延长 5-10 分钟,耗时的增加可忽略不计,打开该功能还是好处大于坏处的 , 前期 0%-80% 并不受影响 。
另外,也不必惧怕“快充”,正常服役使用 3-5 年后即使电池衰减 , 手机也差不多换机了,或者换个新电池继续满血复活 。担忧快充而忍受几年时间 5V1A 慢充,并不可取 。
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