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NEXTAIR 轻如 NEXONE 智能电池开发路程 - 少数派
2024-11-13 · via 少数派

我开发这款产品的初衷,是想做一款发热量很低、又能快速充电的磁吸充电宝。最终不仅完全达到预期,并且,它还很可能是:

国内第一款正式上市的智能磁吸电源

第一款如此重视有线舒适性的磁吸电源

内部做工用料及结构设计最扎实可靠的磁吸电源

外壳做工最用心的磁吸电源

所以我更愿意称它为—— NEXONE 智能电池,一款不  仅快速、低发热、高效,还充满智能的磁吸电源新品。 我想在此介绍下这款产品的开发过程:

iPhone 12 发布,带给我们一个更便捷的充电方式—— 磁吸充电,用户再也不用牵着一根长长的充电线,携 带一个厚重的移动电源了。我本人也是一个磁吸电源重度用户,类的产品在充电过程中,发热非常严重,并且会把热量传 导到手机,导致手机因为过热降低亮度甚至停止充电。

发热不光会造成人手的不适、降低手机亮度、损失充电宝的充电效率, 严重时还会影响手机的电池寿命。所以我非常确定,Magsafe 是一种  很优雅的连接方式,但也许不是最适合的充电方式。

我详细调研了当时市场上几乎所有磁吸电源产品,发现发热的主要原 因有两个:一是充电功率无法根据温度自行调控,二是由于无线充电 本身原理决定的发热。

因此解决的办法就是做一款可以根据温度调控的智能充电宝,另外在 无线充电方式下,增加一个超短线的有线充电方式,即享受有线充电 的高效,又不失磁吸充电的优雅。

一、革命性的智能充电方案

如果充电速度快,那发热就高,想要发热低,就只能用很低的充电速度, 解决这个矛盾的方式就是根据温度智能控制充电功率。为此,我们采  用了高集成度的智能芯片和多个温度传感器,实时监控电池、芯片、 外壳状态,动态调整充电功率,确保在高速充电的同时,温度可控。

在最后的测试中,平衡模式下,1%-80%  的充电,外壳最高平均温度  控制在了 38℃,  比市面上常见的磁吸电源低了近  10℃。(测试环境  22℃,  手机从 1% 电量开始充电,关闭全天候显示屏,关闭充电优化) 这不仅意味着更好的手感体验,还能大幅减缓了电池因高温而产生的  老化速度。

而且,我们为了不同习惯的用户准备了舒适和极速两个充电模式,对 应不同的充电温度平衡策略。

二、大胆的内部堆叠结构

传统的主板和电池并排的堆叠的方式,会让主板上发热最严重的 2R2 贴片电感直接接触外壳,散发高热量,成为整个外壳温度最高点,这也是用户手直接感到发热严重的原因之一。拆解调研的过程我就有一 个疑问,如果不让贴片电感接触外壳散热,会对充电速度和温度有多 少影响?

最后,我们使用行业首创的榫卯堆叠方案, 挑选最适合的超薄 尺寸电池,并优化了电池、主板等元器件的排布,把外壳尺寸控制在 99*67*11mm,确保即使是小尺寸手机也能有舒适的握持手感,且底 部边缘不会搁手。我们在 2R2 贴片电感上方,即握持区域,留出了隔 热空间。此外,采用 PBT 注塑工艺制作外壳,使手掌握持区域隔热效 果更强,减少高达 70% 的高温面积,从而确保了产品的耐用性和舒适 手感。

三、全方位保护手机电池

我们深知手机电池损耗的主要原因,因此在产品设计时特别注重电池  保护。当智能电池检测到温度过高时,会自动停止充电以保护电池。 同时,当检测到充电已进入涓流阶段时,会自动关闭无线充电,以减  少发热和能量损耗。这些措施能有效延长手机电池的使用寿命。

四、极简的充电体验与有线无线的自由选择

虽然无线充电方便快捷,但我在测试过程中发现,有线充电在充电速度、 转换效率和发热控制方面更具优势。因此,我的磁吸电源一定会同时  提供有线和无线充电方案,但推荐用户优先考虑使用有线充电。 NEXONE 智能电池的有线充电方案,独创性地设计了两种不同长度的  短线,适配不同的手机机型,让有线充电也可以很优雅。同时,它还  支持无线充电,且在手机充满后能自动关闭无线充电功能,用户只需  轻摇并拿起,即可再次激活无线充电。此外,我发现市面上的移动电  源类产品,都有一个电源键,用于移动电源开机、查看剩余电量,但  是磁吸电源通过磁吸手机连接固定,和手机磁吸连接就是为了充电, 连接的瞬间就应该显示剩余电量,根据“少即是多”原则,我决定采  用无实体按键设计,通过三轴加速度计唤醒、霍尔传感器配合检测手  机吸附,磁吸连接手机自动开始无线充电、显示电量,让开始充电更  快速方便。电量指示灯会在亮起30 秒自动熄灭,可以轻摇设备再  次点亮电量指示灯以查看电量。

五、真实透明的电量标示

你可能不知道的事是,容量虚标是目前行业比较常见的情况。而我们  拒绝虚标,NEXONE 的电池容量同时用 mAh 和 Wh 两种单位标注, 让用户可以更全面地了解产品性能,19.25wh 的容量在平衡模式下可  以为 iPhone 15 Pro 手机充满一次电,而同类产品只能充 80-90%。蓝牙芯片的加入,使得用户可以通过小程序精确查看剩余电量、充电  功率,设置指示灯熄灭开关、充电速度、电池保养等功能,实现智能  化管理。

六、精湛工艺与真材实料

外壳我们采用了金属加 PBT 纳米注塑工艺,金属自不必说,经过  ABB 机械手的精致打磨,205# 锆砂配合阳极氧化工艺还原经典本色, 有质感并有利于电芯散热。而下半部分,最开始考虑的是 ABS 注塑, 当我正在研究 ABS 材料成型难度与组装公差的时候,突然想到聚对苯  二甲酸丁二酯(PBT), 这种材料在平衡散热与隔热需求时比 ABS 材  料更优秀,也更适合纳米注塑工艺,确保了产品的耐用性和舒适手感。为了让用户看到内部超薄电池,我们使用高光倒角包裹玻璃镜片。每 个细节都经过精心打磨,从结构到外观无不体现出我们对产品的执着 追求。

NEXONE 智能电池对比 2007 年发布的初代 iPhone 真机