初步研究iphone充电方案及充电协议（一）

最近新入手iphone，鉴于之前使用iphone7 的不注意电池问题给生活带来不少困扰，正好这段时间工作上也在调研BMS电源管理系统。在网络上搜索各种电池使用方法，众说纷纭，实在不知道到底该如何充电才是最适合手机，具体背后手机电源管理芯片如何配置，官方并未公布技术资料，所以目前只能通过官方文档及相关文献专利去侧面做出研究，计划用一段时间学习和发现合适的电池使用习惯以及系统背后的电池管理逻辑方案，便于在过程中高效且持续使用手机电池，达到真正便于生活的目的。科技，成就生活之美。

本次渠道根据手机厂商公开提供技术支持资料和论文文献专利，后期对于Android相关电源管理机制的相关文献专利进行解读。

一、技术支持手册

基于苹果

1、充分延长电池使用时间和寿命

“电池使用时间”是你的设备在需要重新充电之前可以使用的时间，

远离极端温度，介于16摄氏度-22摄氏度之间是理想的温度带。尤为重要的让设备避免环境高于35摄氏度的场所，否则可能永久损坏电池容量。高温下，为设备充电可能进一步损坏设备。但电池超出建议的温度，软件可能会在电量达到80%限制充电。

即使在高温下存在电池也会造成不可挽回的损坏。在非常寒冷的环境下使用设备时，你会发现电池使用时间的降低，这种情况只是暂时的。温度返回后，性能随之恢复正常。

长期不使用设备时，请勿完全充电或完全放电，设备充电量应为50%左右，存放于32摄氏度以下阴凉干燥环境，每隔6个月为电池充电至50%。

电池电量完全耗尽下存放设备：电池可能会陷入深度放电状态，造成不能再充电。

长时间存放完全充电设备，便可能失去部分电池容量，从而缩短电池使用时间。

优化电池：

调整屏幕亮度和使用无线网络连接。

调暗屏幕亮度或开启自动亮度调节功能可延长电池使用时间。

要调暗亮度，打开“控制中心”，然后将亮度滑块拖至底部。

自动亮度调节功能会根据光线条件自动调节屏幕亮度。要激活此项功能，前往“设置”>“通用”>“辅助功能”>“显示调节”，开启“自动亮度调节”。

当你使用设备获取数据时，无线局域网连接比蜂窝网络更加省电，因此可让无线局域网功能一直保持开启。要开启无线局域网功能，前往“设置”>“无线局域网”，接入一个无线局域网。

延长电池使用时间：

关闭允许app在后台刷新的功能。
关闭通知

针对低电量模式，文档中有以下描述，表明在之前专利中提到的动态调节手机功率，降频

在电子设备系统中，担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片就是电源管理系统BMS，它主要负责识别 CPU 供电幅值，产生相应的短矩波，推动后级电路进行功率输出。

2、锂离子电池特性

锂离子电池充电更快，更高的能量密度，实现更长的电池使用时间。

Apple锂离子电池采用快充模式，迅速达到80%的电量，然后转换为较慢的涓流充电，从而延长电池寿命。根据设置和充电设备的不同，充满最初 80% 电量所用的时间将有所差异。当电池超出建议的温度时，软件可能会在电量达到 80% 之后限制充电。这种组合流程不仅能让你更快地带上设备出门，同时还能延长电池的寿命。

可随时随需为 Apple 锂离子电池充电。在充电之前，无需先 100% 放电。Apple 锂离子电池以充电周期方式工作。如果使用 (放电) 的电量达到电池容量的 100%，你就完成了一个充电周期，但不一定通过一次充电来完成。比如，你可能一天使用了 75% 的电量，然后在夜间将设备充满电。如果你次日使用了 25% 的电量，那么总放电量将达到 100%，从而两天累计完成了一个充电周期。也可能需要几天时间才能完成一个充电周期。经过一定数量的充电，任何类型的电池容量都会减少。锂离子电池的容量，会随着每个充电周期的完成，而略微减少。Apple 锂离子电池在完成许多个充电周期之后，至少能够保持原始电池容量的 80%，具体情况依产品而异。

你的电池在完成 500 次充电周期之后，仍能够保留多达 80% 的原始电池容量。

3、快速充电

iPhone 8及之后的机型支持18W到96W的USB-PD快速充电模式。

基于小米社区

1、手机、平板在使用过程中随用随充即可，无需前三次充电充满12小时；
2、在使用过程中尽量避免电池耗尽自动关机，避免电池老化、休眠；
3、在充电的情况下，不建议进行高耗电操作；
4、长时间不使用手机或平板，尽量放在干燥低温的环境下保存。每隔1~2个月对电池充电一次，以避免电池电量耗尽。

5、锂电池不存在记忆效应。想充多少电量就充多少电量，不需要等到手机自动关机再充电；
6、小米手机有自带充电保护的设计，电池充满之后手机就不会再继续充电了。

7、若气温较低进行充电会导致充电变慢，建议您在0℃~40℃环境充电；

当手机进行充电时，手机内部的充电管理芯片将智能调配并控制充电功率。
手机剩余电量较低时充电功率较高，随着电量逐渐增加，充电功率也逐渐降低，并在约95%~100%进入涓流充电状态，进一步降低充电功率来更好的延长电池寿命。如果您在手机90%以上电量时感到手机充电速度较慢，这是手机电池保护措施的正常现象，请您放心使用。

基于华为服务支持

1、避免电池长时间处于满电状态，以延缓电池老化速度和延长电池使用寿命。

2、为手机充电时，建议您仅使用本公司提供的原装电池、充电器以及 USB 数据线。使用第三方配件可能导致手机性能下降，而且有可能存在安全隐患。建议充电的同时不要操作手机，不要在手机和电源适配器上覆盖物体。

3、通常手机电池在正常的环境下进行充放电对电池寿命是没有影响的，您可以随用随充。

电池是化学消耗品，其寿命与电池容量、所处环境温度、使用习惯等有关。随着使用时间增加，电池会缓慢老化，电池容量会随老化程度增加而降低，这是电池的电化学特性决定的。

二、实际使用中遇到的问题

1、充电过程使用手机，发现充电时间明显快于不使用手机情况下，但满电使用时间有所缩短。

之后在论坛上看到的说法可以理解为：手机充满电后只单纯使用充电器供电，电池属于开路状态完全不会耗电，直到充电器被移除。开路放置的锂电池会产生小幅压降。

2、开启低电量模式充电，充电时间缩短，但是电池充满后使用到90%电量时间明显缩短。

三、锂离子聚合物电池特点

由于锂离子电池容量有老化效应，进一步降低寿命，并且有自放电可能性，锂离子聚合物电池正在逐步取代锂离子电池。相对于锂离子电池采用化学电解液为中间介质，使用固体电解质的锂离子聚合物电池更为安全环保，且没有电解质泄露的可能性，热失控可能性在bms系统管理下更低。能量密度高，自放电程度低，但还是需要一定时间内充电保持足够电量，保持电解质活性。

但是有利有弊，锂离子聚合物电池缺点也是很明显的。生产成本高、聚合物电池全寿命周期短，电池储存能量也是相对于锂离子电池较低。

有报道显示：“长期让 iPhone 电量低于 20% 会缩短锂离子电池的使用寿命。随时充电则可以让 iPhone 的锂离子电池保持活性。理论上来说，锂离子电池的电量保持在 65%-75% 之间最佳，但对于大多数用户来说，很难将手机电量保持在这个范围，在 25％到 80％之间更切合实际，对电池健康会有很大的帮助。只要养成了随时充电的好习惯，你会发现 iPhone 电池的最大容量会比之前更持久。”，长期处于完全满电情况下的锂电池最不稳定，满电状态存放的锂电池如果一直循环使用处于在满电状态附近，这种循环也会很长程度上损害电池寿命。

由于苹果从xs引入自研电池管理芯片，具体技术尚不清晰，故引用GB/T 18287-2013 移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范中5.3.2.1充电方法中提到

采用大电流充电方式，当电压达到充电限制电压，这时候也就是80%显示电压时，开始转为恒压充电，直至充电电流小于等于0.02It,也就是涓流充电模式。不会造成直接充满引起的频繁充放电导致的电池损伤问题。

DPPM技术动态能源路径管理技术

电源管理系统中应用动态能源路径管理系统实现用户在无需使用电池情况下通过单独路径为设备系统供电并对电池充电。由于过去常用的电池电路中，充电器的输出端连接系统负载，但这种方式无法对于电池充电电流控制引起充电的异常终止。通过DPPM动态监控系统总线电压，如果负载增大导致总线电压减小至阈值，则电池充电电流减少直至充电电压降低。只有DPPM控制尽可能处于稳态条件，系统才能获得所需电流。并利用供给负载外的电流对电池充电这种方式成为浅度DPPM。如果降低电流依然不能满足电流需求，使系统电压降低，充电控制芯片将通过抽取电池电流给系统这种技术成为深度DPPM。也就是使用充电过程中过程中出现电池容量降低情况。

消除了充电异常终止和安全定时器误报警问题等系统和电池相互干扰问题。