戶外儲(chǔ)能電源方案自耗電優(yōu)化將待機(jī)功耗從 5W 降至 0.5W
當(dāng)我們帶著戶外儲(chǔ)能電源去野外露營(yíng)時(shí),出發(fā)前我們都會(huì)對(duì)儲(chǔ)能電源充滿了電量,可是在我們沒(méi)有使用的情況下幾天后需要使用打開(kāi)儲(chǔ)能電源卻發(fā)現(xiàn)原本滿電的電源突然顯示電量掉了一大半,這讓我們有點(diǎn)難以理解,但其實(shí)是這背后隱藏著一個(gè)極其容易被忽略的問(wèn)題就是設(shè)備的待機(jī)功耗??此苾?chǔ)能電源是停止工作狀態(tài),但是其實(shí)它一直在持續(xù)消耗設(shè)備的能量?,F(xiàn)在很多戶外儲(chǔ)能電源方案的待機(jī)狀態(tài)下功耗約為 5W,按照當(dāng)下功率計(jì)算,一塊 1000Wh 的電池在靜態(tài)待機(jī)狀態(tài)下約200小時(shí)儲(chǔ)能設(shè)備的能量就會(huì)耗盡;如果可以將待機(jī)功耗降至 0.5W,那么同樣容量規(guī)格的電池則能待機(jī)約2000小時(shí)。這也意味著,做好優(yōu)化自耗電技術(shù)能讓戶外儲(chǔ)能電源方案在關(guān)鍵時(shí)刻延長(zhǎng)設(shè)備的使用時(shí)間。那么我們應(yīng)該如何對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行突破和實(shí)現(xiàn)呢?
一、什么是待機(jī)功耗?為何它對(duì)戶外儲(chǔ)能電源如此重要?
待機(jī)功耗指的是設(shè)備在未接入任何負(fù)載時(shí)的能量消耗,就像電視機(jī)插著電但沒(méi)開(kāi)機(jī)時(shí)的耗電。對(duì)戶外儲(chǔ)能電源方案而言,這一指標(biāo)直接關(guān)系到 “續(xù)航焦慮”:
① 5W 待機(jī)功耗:1000Wh 電池每天消耗 120Wh,約 8 天就會(huì)耗盡;
② 0.5W 待機(jī)功耗:每天約消耗 12Wh,1000Wh 電池可待機(jī) 83 天。
在戶外場(chǎng)景中,儲(chǔ)能電源可能長(zhǎng)時(shí)間都是處于待機(jī)狀態(tài)(如露營(yíng)間隙、應(yīng)急備用時(shí)),低功耗意味著可以延長(zhǎng)更長(zhǎng)的待機(jī)時(shí)間,避免在關(guān)鍵時(shí)刻導(dǎo)致儲(chǔ)能電源設(shè)備沒(méi)電的尷尬局面。此外,降低自耗電還可以減少能源浪費(fèi),延長(zhǎng)電池循環(huán)使用壽命 ,減少一些不必要的充電次數(shù),每多一次充電都會(huì)加速電池老化。
二、從 5W 到 0.5W:三步實(shí)現(xiàn)功耗 “斷崖式” 下降
第一步:硬件革新 —— 用 “節(jié)能材料” 替換 “電老虎”
①芯片級(jí)優(yōu)化:采用新一代低功耗 MCU(微控制單元),將待機(jī)時(shí)的工作電流從 10mA 降至 1mA。這相當(dāng)于把 “常開(kāi)的大燈” 換成 “節(jié)能小夜燈”,在保持基礎(chǔ)功能的同時(shí)大幅減少能耗。
②碳化硅(SiC)技術(shù)應(yīng)用:傳統(tǒng)硅基逆變器在待機(jī)時(shí)仍有較高的漏電流,而碳化硅材料的開(kāi)關(guān)損耗更低,漏電流可減少 80%。
③低功耗元器件選型:電阻、電容等被動(dòng)元件的功耗看似微小,但積少成多。選用高精度低功耗電阻(功耗降低 50%)和陶瓷電容(無(wú)極性損耗),能進(jìn)一步 “摳” 出待機(jī)能耗。
第二步:智能算法 —— 讓電源學(xué)會(huì) “按需休眠”
①動(dòng)態(tài)休眠機(jī)制:當(dāng)檢測(cè)到 30 分鐘無(wú)負(fù)載接入時(shí),自動(dòng)進(jìn)入 “深度休眠”—— 關(guān)閉顯示屏、USB 接口供電等非關(guān)鍵功能,只保留 BMS 的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊(功耗低至 0.1W)。
②自適應(yīng)喚醒設(shè)計(jì):休眠狀態(tài)下,通過(guò)紅外感應(yīng)或輕觸按鍵觸發(fā)快速喚醒(響應(yīng)時(shí)間<1 秒),既不影響使用便捷性,又避免了持續(xù)待機(jī)的能耗。
③功耗分級(jí)管理:將電源功能劃分為 “關(guān)鍵模塊”(電池保護(hù)、基礎(chǔ)監(jiān)測(cè))和 “擴(kuò)展模塊”(快充、照明),待機(jī)時(shí)只是開(kāi)啟關(guān)鍵模塊,降低整體能耗。
第三步:系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化 —— 堵住 “能耗漏洞”
①電路拓?fù)渲貥?gòu):傳統(tǒng)電源的待機(jī)回路設(shè)計(jì)復(fù)雜,存在多條 “耗電支路”。通過(guò)簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu),采用 “單回路待機(jī)設(shè)計(jì)”,減少不必要的能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),轉(zhuǎn)換效率從 85% 提升至 95%。
②散熱與功耗協(xié)同:散熱風(fēng)扇在待機(jī)時(shí)的功耗占比可達(dá) 30%,通過(guò)溫度傳感器聯(lián)動(dòng)控制 —— 當(dāng)電池溫度低于 30℃時(shí),自動(dòng)關(guān)閉風(fēng)扇;高于 35℃時(shí)才低轉(zhuǎn)速運(yùn)行,避免無(wú)效能耗。
③冗余功能精簡(jiǎn):去除待機(jī)時(shí)無(wú)用的指示燈、冗余通信接口等,只保留必要的安全監(jiān)測(cè)功能。就像露營(yíng)時(shí)只開(kāi)一盞小夜燈,而非全屋照明,按需分配能量。
新能源節(jié)能技術(shù)讓戶外儲(chǔ)能電源方案變得更 “節(jié)能”, 從 5W 到 0.5W 的跨越,能耗的降低不只是從單一數(shù)字的變化,更是戶外儲(chǔ)能電源方案從 “粗放式供電” 向 “精細(xì)化管理” 的升級(jí)改進(jìn)。通過(guò)方案設(shè)計(jì)之初從硬件升級(jí)、智能算法和軟件系統(tǒng)優(yōu)化的協(xié)同設(shè)計(jì)升級(jí),讓戶外儲(chǔ)能電源方案所開(kāi)發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品不再是 “傻大個(gè)”,而是能幫助用戶提高戶外設(shè)備供電需求的 “節(jié)能高手”。深圳昌鴻鑫電子有限公司于2012年創(chuàng)立以來(lái),已成為電源類消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域的佼佼者。我們專注于無(wú)線充、戶外便攜移動(dòng)儲(chǔ)能、移動(dòng)電源、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源、DC控制板、逆變器、MPPT太陽(yáng)能模塊、電池包Pack等電源領(lǐng)域PCBA方案開(kāi)發(fā)與貼片代工,擁有“航師傅”品牌。公司設(shè)有市場(chǎng)部、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部、工程部、生產(chǎn)部、品質(zhì)部、采購(gòu)部,總計(jì)180人左右。其中清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、深圳大學(xué)、武漢大學(xué)等985、211院校有35人,我們的專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)擁有行業(yè)20年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn),致力于為客戶提供外觀結(jié)構(gòu)、硬件、軟件開(kāi)發(fā)的一條龍服務(wù)。公司以“誠(chéng)信、開(kāi)放、協(xié)作、共贏"的經(jīng)營(yíng)理念,貫徹“品質(zhì)、專注、創(chuàng)新、高效”的管理思想,堅(jiān)持以“務(wù)實(shí)創(chuàng)新、團(tuán)結(jié)包容、勤儉高效、感恩回報(bào)”的企業(yè)精神。全力以赴服務(wù)全球客戶,歡迎海內(nèi)外客商的垂詢惠顧,我們恭候您的到來(lái),共創(chuàng)輝煌的明天!