Выбираем PowerBank! Как сравнивать емкость и полезность имеющегося powerbank? Что на самом деле означает емкость powerbank?

Autor: Michał Seredziński
2021-06-24
icon
35
icon
0
Выбираем PowerBank! Как сравнивать емкость и полезность имеющегося powerbank? Что на самом деле означает емкость powerbank?

Пауэрбанки — это устройства, которые за несколько лет достигли очень большой популярности. Производители соревнуются, добавляя в устройства новые функции, увеличивая их мощность, увеличивая их емкость и т.д.

Упомянутая емкость пауэрбанка является для пользователей главным критерием, по которому они подбирают для себя устройства.

Правильно ли это? Что на самом деле означает емкость в пауэрбанке, какое имеет значение, как ее интерпретировать? - подсказываем в нашей последней статье.

Основным и часто единственным параметром, указанным производителями пауэрбанков, является емкость встроенных в них аккумуляторов

Это обязательное требование, так как каждый производитель обязан указать емкость встроенной батареи Li-ion, когда она интегрирована в такое устройство. Это требует, в частности, правила, касающиеся безопасности в транспортировке, особенно воздушной.

Мы покупаем пауэрбанк с встроенной батареей емкостью 10 000 мАч, в то время как батарея в нашем мобильном телефоне имеет 3 300 мАч. Мы отправляемся в многодневную поездку, будучи уверенными, что наш пауэрбанк позволит нам трижды полностью зарядить наш смартфон... К сожалению, этого точно не произойдет, даже если мы купили надежную, проверенную модель everActive EB-L10K с гарантированной емкостью батареи на уровне 10 000 мАч. Почему?

Сколько раз можно зарядить телефон с батареей 3300 мАч, имея в распоряжении хороший пауэрбанк 10000 мАч?

В случае подавляющего большинства пауэрбанков используется аккумулятор или пакет литий-ионных аккумуляторов Li-ion с номинальным напряжением 3,7 В.

В нашем случае производитель заявляет о применении батареи 10 000 мАч в своем пауэрбанке. Значение, выраженное в миллиампер-часах [мАч], не учитывает изменения значений напряжения во время разрядки, а лишь время, за которое оно падает до установленного уровня, например, 3,0 В для аккумулятора Li-ion.

Для зарядки устройств типа смартфоны, планшеты и т.д. используется порт USB с напряжением не ниже 5 В DC - это напряжение явно выше того, которым располагает батарея в пауэрбанке. Следовательно, должно произойти преобразование (повышение) напряжения. Мы покажем, как легко самостоятельно можно оценить, какой энергией и емкостью будет располагать наш пауэрбанк для устройств, требующих для зарядки напряжения 5 В.

Нам нужно рассчитать значение энергии, доступной из пауэрбанка

Значение емкости в мАч/Ач (миллиампер-часа, ампер-часа), умноженное на напряжение V, дает нам уже оценочное значение энергии, выраженной в мВтч/Втч (милливатт-часа, ватт-часа).

В случае батареи Li-ion 3,7 В 10000 мАч легко посчитать, какой теоретически энергией будет располагать наш пауэрбанк: 3,7 В x 10000 мАч = 37000 мВтч. Значение энергии, выраженное в мВтч или Втч (ватт-часа), обычно указывается на пауэрбанке, кроме емкости в мАч.
Типичный пауэрбанк 10000 мАч может, следовательно, хранить 37000 мВтч энергии. Это значение мы можем уже перевести в единицу емкости мАч для любого выходного напряжения. 

В идеальных, безубыточных условиях преобразования, при напряжении 5 В на выходе USB мы имеем: 37000 мВтч / 5 В = 7400 мАч.
Результат 7400 мАч - это теоретический максимум, которым мог бы располагать на выходе с напряжением 5 В наш пауэрбанк с встроенной батареей 10000 мАч / 3,7 В. Даже это значение не хватит для трехкратной зарядки нашего смартфона с батареей емкостью 3300 мАч.
Кроме того, преобразование напряжения, которое происходит в нашем пауэрбанке, приводит к определенным потерям - эффективность встроенного в пауэрбанк преобразователя никогда не составляет 100%.

Другим аспектом является эффективность устройств

Несколько лет назад типичная эффективность таких устройств не превышала 80% (были даже модели ниже 70%), что приводило к результату порядка 5920 мАч на выходе USB (80% от 37000 мВтч, деленное на 5 В), получаемому из типичного пауэрбанка 10000 мАч / 37 Втч. Это значение могло бы не хватить даже для 2 полных зарядок нашего смартфона с батареей 3300 мАч.

В некоторых, более новых устройствах эффективность значительно улучшилась - сейчас лучшие пауэрбанки могут похвастаться эффективностью на уровне 90% и выше для типичных нагрузок. При 90% эффективности, наш рассматриваемый пауэрбанк с встроенной батареей 37000 мВтч уже располагает эффективной энергией на уровне 33300 мВтч, что означает, что емкость 6660 мАч доступна для пользователя на выходе USB 5 В, то есть на более чем 12% больше, чем у менее эффективного экземпляра с той же емкостью!

Наш образцовый пауэрбанк everActive EB-L10K характеризуется еще более высокой эффективностью и предлагает в условиях типической нагрузки результат еще лучше, превышающий обычно 6750 мАч на выходе USB 5 В, а это уже на 14% больше, чем аналогичный экземпляр устройства с эффективностью 80% и той же емкостью встроенного аккумулятора.

Влияние технологии Quick Charge на эффективность зарядки из пауэрбанка

Используя даже высокоэффективный пауэрбанк, мы должны понимать, что получаемая на выходе USB емкость будет еще ниже при более высоком выходном напряжении, когда мы будем использовать технологию быстрой зарядки - Quick Charge - как когда пауэрбанк будет работать под полной нагрузкой, так и когда он будет служить только для поддержания зарядки другого устройства (при очень низком выходном токе).

Более важным параметром в этом случае остается типичная эффективность работы такой зарядки. Эффективность говорит нам, сколько накопленной энергии, выраженной в единицах Вт/мВт, у нас фактически есть в распоряжении для зарядки своих устройств. Эта эффективность никогда не составляет 100%, однако в лучших устройствах общая энергия, доступная на выходе пауэрбанка, лишь незначительно ниже той, которой располагает встроенная батарея - хорошим примером является упомянутый energy bank everActive EB-L10K, где пользователь имеет в распоряжении на выходе USB 5 В до 34040 мВтч энергии, при встроенной батарее 3,7 В / 37000 мВтч.

Итак, сколько из этой энергии и сколько миллиампер-часов [мАч] фактически попадет в нашу батарею в телефоне и планшете?

На этот вопрос нет однозначного ответа, однако мы также постараемся это объяснить.

Мы должны понимать, что весь процесс зарядки переносных устройств уже на своем источнике сильно неэффективен.

Как я уже писал, наши мобильные устройства, телефоны, планшеты, камеры, фотоаппараты и т.д. требуют для зарядки напряжения не ниже 5 В, а сами чаще всего питаются батареей с номинальным напряжением 3,7 В. Используя зарядное устройство типа пауэрбанк, у нас "по пути" две конверсии напряжения. Упрощенно это изменение с 3,7 В до 5 В (о чем мы писали выше), а затем с 5 В обратно до 3,7 В.

Устройство типа пауэрбанк должно максимально эффективно передать энергию, доступную из встроенной батареи 3,7 В, на такую, которая дружелюбна для конечных устройств - доступную с выхода USB 5 В. На этом задача пауэрбанка заканчивается, а дальнейший процесс и эффективность зарядки зависят уже только и исключительно от имеющегося устройства и качества используемого USB-кабеля.

Как мы объясняли ранее, в случае хорошего пауэрбанка с батареей 10000 мАч / 37000 мВтч, мы можем рассчитывать на 6750 мАч / 34040 мВтч, доступных на выходе 5 В.  При таком источнике энергии, если бы наше устройство заряжалось без потерь, с 100% эффективностью, мы могли бы рассчитывать на 34040 мВтч / 3,7 В = 9200 мАч емкости, доставленной в батарею нашего устройства. К сожалению, процесс зарядки типичной батареи Li-ion, которая находится в нашем телефоне, обычно не слишком эффективен, и в результате большая часть этой доставленной энергии теряется, растрачивается - чаще всего в виде тепла. Эти потери накапливаются, начиная от USB-кабеля, соединений, электроники в нашем телефоне, до встроенного аккумулятора Li-ion, который также даже в идеальных условиях не заряжается без потерь. Какого рода это потери и от чего они зависят - это тема для отдельной статьи, однако они уже не зависят от нашего пауэрбанка.

В конечном итоге в простых устройствах, с типичными схемами зарядки, даже около 30% от доставленной пауэрбанком энергии теряется. В новых телефонах и планшетах процесс более эффективен, и там мы можем рассчитывать на большее количество доставленных мАч.

Подводя итог, брендовый пауэрбанк емкостью 10000 мАч позволит нам доставить около 6700-8000 мАч в батарею нашего конечного устройства - однако только в том случае, если наше устройство имеет батарею 3,7 В. Значения мАч нельзя сравнивать при различных напряжениях (сравнивать мы можем всегда энергию, выраженную в мВтч/Втч/кВтч), и так, если бы наше устройство имело батарею 7,4 В, то количество доставленных в нее мАч будет вдвое меньше от того же пауэрбанка.

Отвечая на вопрос из введения - хороший пауэрбанк 10000 мАч должен зарядить как минимум дважды наш телефон с батареей 3300 мАч / 3,7 В. Кроме того, мы могли бы рассчитывать даже на дополнительные 40% подзарядки, если производитель нашего телефона позаботился о высокой эффективности процесса зарядки.

Сравнивая пауэрбанки между собой, недостаточно сравнения их емкости, мы также должны сравнить прежде всего их эффективность, или хотя бы пользовательскую емкость с выхода USB, если производитель ее указывает. Кроме того, мы должны быть осведомлены, что независимо от возможностей и эффективности такой зарядки, достаточно большая часть энергии, к сожалению, всегда растрачивается в нашем заряжаемом устройстве.

Как показывает наша статья, сравнение только заявленного значения емкости батареи, встроенной в пауэрбанк, может быть очень обманчивым, тем более, что не все производители добросовестно указывают этот параметр, завышая его на этикетке.

Автор: Михаł Середзиньский

Копирование содержания текста или его части без согласия представителя компании Baltrade sp. z o.o. запрещено.

Пауэрбанки, доступные в магазине hurt.com.pl

icon
35
icon
0
Comments
number of comments: 3
Add a comment

  • Dobry artykuł, takie wyjaśnienie powinno się znajdować na wszystkich półkach sklepowych, bo generalnie ludzie nie mają pojęcia o technologii litowo-jonowej.Z artykułu wynika też że ustawianie w telefonie wolnego ładowania prądem o napięciu 5V pozwoli na lepsze wykorzystanie pojemności powerbanku niż ustawienie szybkiego ładowania o napięciu 9V i wyższym. Robiąc tak może się okazać, że powerbank osiągnie tylko połowę swojej praktycznej pojemności,a może i mniej. Warto by to przetestować. Ciekawy artykuł i dobrze wytłumaczony.
    icon
    2
    icon
    0
    • Niekoniecznie, przy wyjściu 5V power bank uzyska najwięcej mAh, ale już niekoniecznie istotnie więcej mWh - a to od wartości mWh będzie często zależeć faktyczna ilość energii dostarczona do naszego telefonu itp. W szczególności w nowych konstrukcjach power banków z wyjściem USB-C, gdzie ich moc wyjściowa wynosi 65W czy 100W+, lepszą efektywność można uzyskać przy napięciu wyjściowym 9V, czy 12V w stosunku do 5V.
      icon
      3
      icon
      0
  • Bardzo pomocny artykuł, dziękuję uprzejmie!
    icon
    5
    icon
    0
  • No to teraz wiem o co kamon... a już myślałem że moje powerbanki są oszukane :|)
    icon
    14
    icon
    1