優化電池充電功能會導致iPhone 14停充,但實測後建議打開

2022 年9 月蘋果正式發布iPhone 14 系列,充電頭網也第一時間入手了所有iPhone 14 機型

2019 年6 月,蘋果在iOS 13 的推送中新增了一項名為「優化電池充電」的功能,開啟該功能後,系統會學習用戶使用手機的時段,在充電時並不會直接充至100%,而是充至80% 後靜止,過一段時間後再充入餘下的20% 電量。

iPhone 14 系列搭載的iOS 16 同樣具備該功能,下面小編再來測試一下「優化電池充電」對充入速度與實際體驗有什麼影響。

iPhone 14 系列「優化電池充電」實際影響

5W 慢充

5W 慢充選擇了蘋果原廠5W 充電器進行測試,用來解讀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也最傳統的CCCV(恆流轉恆壓),在充電進入2 小時30 分左右時,藍色電流值僅出現了5 次小幅度的向下的波動。

從曲線來看,「優化電池充電」並不會干預5W 慢充的充電過程,全程沒出現暫停充電的現象,從0% 一直充至100%。

18W PD 快充

18W PD 快充選擇了蘋果18W PD 充電器進行測試,這是蘋果前期用來適配iPhone 的充電器,目前已經淘汰更換成20W。相對於5W 慢充,18W 充電器會握手9V2A 電壓檔。(該測試結論也適用於其它同樣具備9V2A PDO 的充電器,常見於18W PD 充電器。)

18W PD 快充,前期9V PDO 長時間平穩恆流充電,僅有3 個電流向下的波動。

1 小時左右,PDO 從9 V 跳回5V,同時電流接近0,進入暫停充電狀態(圖中藍色區域)。

停充一段時間後電流恢復,進入充電末期轉為恆壓算法,直至充電結束。

可以看到,18W PD 快充時,「優化電池充電」功能生效了,在充入約80% 電量後,靜止了6 分鐘,然後再繼續充入餘下的20% 電量。

20W PD 快充

20W PD 快充選擇了蘋果20W PD 充電器進行測試,目前蘋果官方給出的iPhone 快充推薦就是該20W 充電器。相對於18W 充電器,20W 充電器會握手9V2.22A 電壓檔,僅僅是電流與功率的少許提升。(該測試結論也適用於其它同樣具備9V2.22A PDO 的充電器,常見於20W PD 充電器。)

20W PD 快充,前期9V PDO 恆流充電,30 分鐘左右電流開始出現鋸齒狀波動,波動範圍在1.6A-2.2A 之間,對應功率波動範圍14W-19W,推測是溫控生效在干預(紅色區域)。

1 小時左右,PDO 從9 V 跳回5V,同時電流接近0,進入暫停充電狀態(圖中藍色區域)。

停充一段時間後電流恢復,進入充電末期轉為恆壓算法,直至充電結束。

20W PD 快充時,「優化電池充電」功能生效了,在充入約80% 電量後,靜止了8 分鐘,然後再繼續充入餘下的20% 電量。

35W PD 快充

35W PD 快充選擇了蘋果最新發布的35W 雙口USB-C PD 充電器進行測試,單口就具備最高35W 輸出性能。相對於20W 充電器,35W 充電器具備滿規格的9V3A 電壓檔,iPhone 使用該充電器會直接獲得最大充電功率,可以餵到飽。(該測試結論也適用於其它同樣具備9V3A PDO 的充電器,例如27W、45W、65W、100W、140W 等。)

35W PD 快充,只出現了短暫的9V PDO 恆流充電,電流鋸齒狀波動維持了很長一段時間,波動範圍在1.5A-2.9A 之間,對應功率波動範圍14W-26W,溫控生效干預(紅色區域)。

58 分鐘左右,PDO 從9 V 跳回5V,同時電流接近0,進入暫停充電狀態(圖中藍色區域)。

停充一段時間後電流恢復,進入充電末期轉為恆壓算法,直至充電結束。

35W PD 快充時,「優化電池充電」功能生效了,在充入約80% 電量後,靜止了9 分鐘,然後再繼續充入餘下的20% 電量。

將數據製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 小時左右約充入80% 電量時,都會出現短暫的停止充電狀態,靜止時間6-9 分鐘不等。

雖然前期電流受到iOS 溫控模塊控制出現齒狀的電流波動,但在充電速度圖上並未看出有影響,30 分鐘充電速度來看,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有這個PDO 電壓檔)。

對照組

iPhone 13 Pro Max 是蘋果2021 年9 月發布的機器,支持USB PD 快速充電,目前iOS 系統版本為15.5。測試前,小編在iOS 系統設置里關閉「優化電池充電」再進行測試。

抓取iPhone 13 Pro Max 充電全程數據,可以看到溫控曲線與iPhone 14 Pro Max 有所區別。iPhone 14 Pro max 維持了一段時間的穩定恆流狀態,而iPhone 13 Pro Max 則是從開機後就馬上降功率,可能是iPhone 14 充電芯片與模塊散熱更好有關?

從檢測控制頻率來看,iPhone 14 Pro Max 檢測控制非常頻繁,還不到1 分鐘就調整一次電流。iPhone 13 Pro Max 則差不多是2-3 分鐘一個鋸齒坡度。

另外,充電過程中並未出現「優化電池充電」所干預出現的靜止停充現象,9V 轉5V 一瞬間持續保持充電狀態。

使用其它不同功率的充電器測試,在充入約80% 電量的時候,全部都沒出現靜止停充現象。

為什麼要停一下?

電池從結構件來劃分主要由三個部件組成:陽極、陰極、與隔膜,通過捲繞堆疊等方式裝配,填充電解液後封入鋼殼或者軟性包裝內,就變成人們常見的電池,鋼殼電池一般用於電動汽車上,數碼產品一般使用軟性包裝。

在充電過程中,外部電壓通過極耳施加到電池內部,正極鋰離子釋放電子,在電場作用下穿過隔膜在電解液中遷移至負極,嵌入到負極石墨活性物質內部,電子被接收,完成充電儲能過程。外部設備帶載放電時,鋰離子釋放電子並從負極脫嵌,穿過隔膜向正極遷移,嵌入到正極,電子被正極活性物質接收,完成電能釋放。

「優化電池充電」在充入至80% 電量時,暫停充電數分鐘,目的是讓鋰離子更好地嵌入負極活性物質中,避免鋰離子在負極表面、隔膜表面積聚,進而形成死鋰失去穿越能力,導致容量下降。

聽不懂的話,小編用舉例的方式來解說。左右兩塊海綿(代表正極、負極),中間放置一塊紗布(代表電解質膜),在其中一塊海綿里倒入50 克沙子(代表鋰離子),沙子穿過紗佈到達另一塊海綿,就是充電或者放電的過程。

沙子在多次來回穿越的過程中,在海綿表面積聚,聚合變大成為一塊2 克重量的鵝卵石,鵝卵石無法穿過中間的紗布,被永久性地固定下來,無法繼續參與穿越運動,那麼剩下的沙子就只有48 克了,這就是電池可用容量的減少。「優化電池充電」靜止的時間,就是減輕並延緩小沙子積聚變鵝卵石的發生,降低衰減速度。

充電頭網總結

在這次iPhone 14 系列的測試中,充電頭網發現「優化電池充電」的確會干預PD 充電的飽和度,在使用PD 充電器時,充電會持續到電量約80% 飽和度,然後靜止數分鐘後,再充入餘下20% 電量。

同時,抓取了iPhone 14 系列的全程充電數據後發現,充電前期恆流部分受溫控干擾變得更加頻繁,或者說更加“精準受控”,好處是電池壽命將會更長。

「優化電池充電」會影響充電後期的速度,好在整體充滿時間僅僅延長5-10 分鐘,耗時的增加可忽略不計,打開該功能還是好處大於壞處的,前期0%-80% 並不受影響。

另外,也不必懼怕“快充”,正常服役使用3-5 年後即使電池衰減,手機也差不多換機了,或者換個新電池繼續滿血復活。擔憂快充而忍受幾年時間5V1A 慢充,並不可取。

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