Привет GT. Не так давно я со своей командой запустил проект быстрозарядного повербанка Baton на boomstarter.

В этом материале я не буду поднимать вопросы ценообразования, в этом материале я хочу разобрать технические подробности и нюансы каждой батарейки. Кому интересно — под кат
Таблица с быстрозарядными powerbank:

Примечательно, что почти все такие устройства это соседи по краудфандинговым платформам kikstarter, indegogo. Выходит, что этот сегмент только зарождается.
Идем по порядку:

BATON

Страница проекта

Батарея LiFePo4 A123 Systems anr26650m1-b емкостью 2500мач (напряжение 3,3В), а это 8,25Втч.
Вырезка из документации

До 80% за 12 минут током 10А. Именно этот режим и выбран для устройства. В таком случае за 15 минут в батарею влезет не 2500мач, а 2300-2400мач. В данном случае скорость заряда штатна для батареи. Это позволяет получить медленное старение (большое количество циклов).

Конечно заявление, что:
… Этой емкости хватит для полного заряда большинства аккумуляторов современных смартфонов...
не совсем верно(маркетинг). Если посчитать все потери на преобразование и перевести мач батона в мач телефона, то получится что-то в районе 1800мач. Для расчетов принимаю КПД преобразователя внутри BatOn равным 0,95, КПД преобразователя внутри телефона+потери равным 0,85. На 1800мач батон зарядит батарею вашего смартфона какой бы она не была. Для 15 минут вполне нормально — на день пользования хватит.

Батон не так прост, как кажется:

Деталей немного: процессор (STM32), датчик тока(резистор), микросхема — контроллер Li-ion батарей (TI), а на второй плате преобразователь напряжения.

ASAP DASH

Страница проекта

Сразу позабавила сравнительная таблица:

Не важно сливает ASAP или выигрывает его параметры все равно выделены жирным шрифтом.
Обещают 5000мач за 15 минут.

Есть цифры:
Емкость 5000мач, или 16,3Втч.
Входное напряжение 17-21В, 3А.
Получается напряжение батареи 3,26В — это LiFePo. Конфигурация батареи 4s1p, получается емкость каждой банки 1250мач. Я не нашел производителя батареи, поэтому могу лишь поверить, НО если брать за удельную емкость довольно оптимистичную цифру 247Втч/л (Ватт-часов на литр), то в ASAP войдет 12,7Втч, а не 16,3. Скорее всего врут. За 15 минут батарея наберет 80-90% своей емкости и получается уже не 16,3Втч как заявляется, а 11,4 или 3500мач и это при допущении, что ячейки абсолютно идентичны (иначе емкость батареи будет определяться емкостью самой слабой ячейки).
Теперь прикинем, батарею какой емкости зарядит ASAP (по аналогии с BatOn): 2500мач.
И наконец самое интересное — заявляемый ресурс батареи ASAP аж 1200 циклов. Это точно обман, особенно если учитывать конфигурацию батареи 4s1p и высокий зарядный ток. После 300-500 циклов батарея просто разбалансируется и контроллер(если он есть) отключит ее.
P.S. Забавно, что у ребят PCB это Protection Circuit Board, а обычно это Printed Circuit Board.

THE PRONTO 5

Страница проекта

Честно говоря не совсем понимаю, что Pronto 5 делает в конкурентах, поскольку ей нужен целый час на зарядку, но таки рассмотрим его.

Конфигурация батареи 1s3p, ток заряда 4,5А, химия явно Li-Po. На самом деле в Pronto 5 нет ничего необычного, это просто аккумулятор, заряжаемый мощным внешним источником.

И опять же за 5 минут на тех же условиях, что и для других батарей при мощности зарядного устройства 25Вт Pronto 5 накопит энергии на заряд батареи телефона емкостью всего 450мач… простая математика. Через 15 минут он, конечно, сможет зарядить 1350мач АКБ телефона, но при этом придется все 270грамм таскать с собой.

LUMOPACK

Страница проекта



Все внутренности на виду 3s1p из Li-ion размером 18650 емкость каждого 2000мач. И при этом ток заряда (исходя из мощности внешнего зарядного устройства 140Вт) ~11А????? Как так? Для аккумулятора емкостью 2000мач это 5С и зарядка за ~10минут. Ничего не понимаю. Самые крутые Li-ion, что я видел могли 2С (или 4А), LiFePo — 4C. Разработчики, конечно, уповают на новый тип АКБ, который они «изобрели», но я в это не верю.

И тут же приписка, что полностью Lumopack заряжается за 30минут — нестыковка. Больше информации для рассуждения нет.

Petalite Flux

Страница проекта

По факту почти полный функциональный аналог BatOn, за исключением разъема подключения к базе и внутреннему устройству. Как я понял из фото внутренностей

никакого контроллера АКБ в Petalite нет, батарея напрямую подключается к зарядному устройству. Получается, что Petalite знает заряд батареи либо очень приблизительно(через косвенные измерения/вычисления), либо не знает вообще. Ячейка Li-ion, размер 26650, емкость 2600мач, ток заряда 10А. Спасибо пользователю Firz за то, что нашел используемую в Petalite ячейку. При переводе мач Petalite в мач телефона, получается до 2000мач.

ITRON

Страница проекта

Технической информации по устройству почти нет. Все, что мне удалось найти — это рендер плат и цифры токов и напряжений

Судя по рендеру конфигурация батареи 4s1p. Исходя из заявляемой емкости батареи 9000мач получается 4*2250мач. Если брать Li-ion ячейки, которые могут заряжаться большИм током(4А), например LG 18650HE2 2500мач, то ток заряда будет 4500ма
Мощность зарядного устройства 85Вт, время заряда 18-21мин. Пройдемся по цифрам с учетом потерь на преобразование этой мощности хватит, чтобы зарядить аккумулятор емкостью 7000мач за 20 минут, но никак не 9000. При этом ток заряда составит 5300ма, но таких ячеек я не встречал.Даже если предположить, что такие ячейки есть, то на 2000мач они смело врут. Ну и далее переведем мач ITRON в мач батареи телефона по универсальной методике и получим 5650мач при 260грамм — уже не так впечатляет. И опять рассказ про мифическую 1000 циклов, которую батарея 4s конфигурации не проходит и со временем (при разбалансе) емкость батареи будет определяться самой слабой ячейкой. В ITRON есть контроллер АКБ, который разработчики называют DUBI1.0, но скорее всего это BMS микросхема от TI или подобное.

Есть еще «самородки» типа таких. Обещают зарядку за 30 секунд. Естественно никаких технических подробностей нет (да и быть не может), еще может заряжать и ноутбук. Очевидно, что это чушь, но как сказал один мой знакомый: «Леминги чаще на такое ведутся...». О том, что для зарядки эквивалента батареи для ноутбука за 30 секунд нужна мощность зарядника 6,6кВт и ее даже из розетки не вытащить(не говоря уже о размерах такого устройства). Но надо отдать должное — мужик правильно делает, что презентует девайс от имени некой забугорной фирмы («У нас же делать ничего не умеют...») и у людей в голове что-то срабатывает — ТАМ то не обманывают…

Подводя итоги, можно сказать, что у каждого конкурента есть свои сильные стороны, хотя врут все (кто-то больше, кто-то меньше). Когда мы начали работу над BatOn мы проводили анализ конкурентов (не имея их на руках для тестов, ориентировались по открытым данным) и должны были выбрать свою нишу.
BatOn позиционируется как самый легкий и бюджетный, среди своих конкурентов. Его емкость позволяет гарантировать пользователю один день работы телефона, а зачем таскать с собой 10000мач, если за день вам нужно только 2000?

Комментарии (45)


  1. Jump
    04.05.2016 13:49

    Есть сомнения в точности расчетов.
    Например, если взять BATON-
    Батарея 2500мАч
    Заряжена до 80%, разряжать можем не более чем на 80% (это как правило штатный предел для лития), в итоге доступная емкость 60% от полной — 1500мАч
    Потери на преобразователе повербанка — 95%, остается 1425мАч
    Потери на зарядке телефона -85%, остается 1211мАч
    Пересчитаем в ампер-часы повербанка в ампер-часы телефона — 1211*3,3/3,7=1080мАч
    В итоге реально в аккумулятор заряжаемого телефона поступит не более 1080мАч
    Довольно заметная разница между 1080 и 1800.


    1. vladimir_open-dev
      04.05.2016 13:57

      1) В этом видео видно как в батарею «влазит» ~2400мач, с учетом того, что LiFePo имеют до 98% кулоновскую эффективность, то можно сказать, что больше 2300мач мы точно будем иметь в ячейке. Практические тесты заряд-разряд это подтверждают.
      2) Разряжать LiFePo4 можно «в ноль», поэтому о штатных пределах лития мы не знаем.


      1. synka
        04.05.2016 14:02

        А можно по второму пункту подробнее? Или ссылку. Я не понял о чем речь.


        1. vladimir_open-dev
          04.05.2016 14:23

          «в ноль» это значит с DOD = 100% (depth of discharge — глубина разряда) дальше документации ссылаться не надо.


          1. synka
            04.05.2016 14:56

            Если про этот «ноль», то понятно. Что бы ссылку посмотреть. нужно Dropbox иметь?


            1. vladimir_open-dev
              04.05.2016 15:03

              вроде Dropbox не нужен.


            1. Jump
              04.05.2016 15:17

              Попробуйте еще раз перейти по ссылке.
              Dropbox при сильной активности публичной ссылки ограничивает доступ, и снимает ограничение, когда нагрузка снижается.


              1. synka
                04.05.2016 15:29

                Ага, теперь получилось. Интересная банка, только фиг ее похоже купишь у нас.


                1. vladimir_open-dev
                  04.05.2016 15:30

                  Купить оригинал достаточно сложно, да и цена не гуманная, но банка и впрямь интересная.


                  1. synka
                    04.05.2016 16:00

                    А где можно оригинал купить?


                    1. vladimir_open-dev
                      04.05.2016 16:15

                      Мы закупали на батоны через Польшу у представителя A123, могу выложить фото оригинальных ячеек, они отличаются от китайского хлама.


                      1. synka
                        04.05.2016 16:19

                        Похоже вот оригинал? http://li-force.ru/components/com_jshopping/files/img_products/full_a123-26650m1b.png С полосочками у минуса? Е вас на видео подобная. Есть еще не такая «раскрашенная» со штрих кодом.


                        1. vladimir_open-dev
                          04.05.2016 16:21

                          Эта похоже, но надо сравнивать в живую.


                          1. synka
                            04.05.2016 16:22

                            Ну это понятно. Спасибо.


      1. Jump
        04.05.2016 14:27

        1)На видео, насколько я понял видно как в вашу батарею «влазит» ~2400мач, с этим не спорю.
        Интереснее посмотреть сколько с нее «вылазит», или сколько получает заряжаемый девайс.
        2)Глубоко разряжать нельзя любой литий, и LiFePo4, при всех своих достоинствах не исключение. Можно конечно его разряжать на 90% с серьезной потерей ресурса батареи, но уж никак не «в ноль».


        1. vladimir_open-dev
          04.05.2016 14:31

          1) Следите за новостями — я этот ролик сделаю в скором времени.
          2) График посмотрите в документации. При DOD=100% получается 600 циклов при потере 10% емкости для худшего случая. Говоря «в ноль» я не подразумеваю 0В, я подразумеваю 2,5В паспортной отсечки.


          1. Jump
            04.05.2016 15:12

            Понятно. Моя ошибка в том что, я все время имел дело с литием только в разрезе аккумуляторов для автономного электроснабжения, где в первую очередь важно количество циклов, а тут количеством циклов можно спокойно жертвовать.
            Допустим Лиотех штатный DOD=80% для регулярного циклирования рекомендует, при этом заявляя 3000 циклов, при DOD=70% уже более 5000 циклов.
            Так что действительно DOD=100% и 600циклов получается вполне реально.

            Хотя ролик заряда девайса от батареи увидеть было бы интересно.


            1. vladimir_open-dev
              04.05.2016 15:34

              Вы во всем правы. Ролик я в ближайшее время выложу и обновлю материал. Или можно следить в новостях на бумстартере — там выкладывается все.


  1. ClearAirTurbulence
    04.05.2016 15:10

    Хотя все зависит от use case, ИМХО интересны зарядки, которые не только быстро заряжаются сами, но и которые могут быстро зарядить севший девайс. В этом плане смущает отсутствие соответствующей информации в таблицах.

    Подыскивая отцу powerbank, я столкнулся с тем, что часто встречаются, например, девайсы, которые поддерживают Qualcomm Quick Charge 2.0 на вход, но не имеют его на выходе. А если у вас телефон, например, эту функцию поддерживает, это может оказаться кстати, т.к. сокращает время физической привязки.


    1. vladimir_open-dev
      04.05.2016 15:36

      Зарядить девайс быстрее, чем это заложил производитель я не могу. Поддержку Quick Charge мы реализуем, если соберем достаточно средств.


  1. Firz
    04.05.2016 15:17
    +1

    «Какую ячейку они используют я так и не понял — пишут, что Li-ion, размер 26650, емкость 2600мач, ток заряда 10А.»

    Я бы предположил что-то подобное Panasonic CGR26650A, характеристики примерно совпадают. http://www.datasheetlib.com/datasheet/668545/cgr26650a_panasonic-corporation.html


    1. vladimir_open-dev
      04.05.2016 15:22

      Ай и правда! Скорее всего она. Добавлю сейчас.


    1. vladimir_open-dev
      04.05.2016 15:32

      Что-то мне подсказывает, что при граничных токах зарядки там от 2600 останется 2300. Надо будет прикупить — протестировать.


      1. Firz
        04.05.2016 15:45

        У меня в планах вот этот аккумулятор (если судить по рекламе продавца, самая современная химия из того что они продают) http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__91181__Turnigy_Graphene_1800mAh_3S_65C_LiPo_Pack_w_XT60.html поставить на бесконечный цикл разряда — заряда током 10С, пока не лопнет, и глянуть в собранные логи что он на самом деле может. Но никак руки не дойдут сделать какую-то защиту от аккумулятора, какое-то подобие ведра с двойным дном, чтобы было где аккумулятор держать, который с большим шансом может полыхнуть(ибо защиту по температуре не планирую включать во время заряда).


        1. vladimir_open-dev
          04.05.2016 15:53

          советую гонять только один этаж — чтобы разбалансировка не влияла.


  1. Jump
    04.05.2016 16:44

    Кстати, такой вопрос — не думали о реализации базы(как опция) для подключения к прикуривателю авто?
    Лично у меня проблема такая проблема возникает чаще всего когда доступной розетки под рукой нет, а авто есть.


    1. vladimir_open-dev
      04.05.2016 16:53

      Думаю в случае успеха проекта, конечно, будем делать.


  1. damat
    04.05.2016 16:53
    +1

    несколько рекомендаций по кампании:

    — уменьшите сумму сбора в 2 раза. Текущуюю сумму будет набрать непросто. Лучше перебрать потом

    — проредите награды: очень сложно понять, что является основной наградой (собственно, сам банк). Я так понимаю, это «СТАРТОВЫЙ НАБОР BatOn. Статус SUPER EARLY BIRD. Также вы получите Набор стикеров и Благодарность на сайте. », но уверен не до конца

    — уберите визуальный мусор с наград. Такое количество бейджиков и хаос шрифтов убивает читаемость на корню.

    — добавьте хотя бы одно фото батарейки с подключенным к ней телефоном/планшетом. В идеале снять видео зарядки с таймером, потом вставить его в ускоренном виде в основной ролик. Сейчас у вас фокус на чем уго

    — не уверен, что первый экран описания стоит забивать логотипами партнеров. Лучше сочную картинку про сам гаджет

    — картинка с особенностями убивает. Все капсом, все плотно, очень много текста

    — на картинке Безопасность защита от перезаряда идет 2 раза. Сразу напрягает и вызывает вопросы по надежности/продуманности всего остального

    — для базы можно сразу заложить сменные адаптеры вилки, чтобы не использовать в путешествиях переходники

    — блок Почему выгодно сейчас лучше начать с вашего предложения, а не с РРЦ после релиза.

    — я бы не стал так активно использовать английские слова типа SUPER EARLY BIRD или ADOPTER. Они понятны далеко не всем англоговорящим, говорить про невладеющих языком даже не приходиться

    — стартовый заход в видео «утро, ваш телефон почти разряжен» — какой-то дико уникальный кейс. Обычно такая проблема возникает во второй половине нагруженного дня в разъездах

    С приветом от CrowdRepublic =)


    1. vladimir_open-dev
      04.05.2016 16:58
      +1

      Спасибо, учтем!(передал ответственному за заявку)


    1. vladimir_open-dev
      04.05.2016 18:23

      — стартовый заход в видео «утро, ваш телефон почти разряжен» — какой-то дико уникальный кейс. Обычно такая проблема возникает во второй половине нагруженного дня в разъездах


      Вот честно! у меня самого этот кейс происходит раз в неделю. Вечером пришел уставший, душ, спать — утром получаешь разряженный телефон. Батон решает:) Он пока есть только у меня и у Майкла Джексона моего программиста.


  1. Dankostop
    04.05.2016 19:33
    -2

    На алиэкспрессе сейчас море подобных, — бери не хочу


    1. vladimir_open-dev
      04.05.2016 19:44
      +1

      Киньте ссылку я куплю


  1. Ghedeon
    04.05.2016 22:02

    Что можете сказать об этом: http://www.mipow.com/eu/en/power-tube-3000m-smart-portable-mobile-charger-for-samsung-lg.html?
    А вообще, направление очень верное. Мне не нужен шкаф, который будет неделю питать мой телефон, ноутбук и севшую теслу. Мне нужна ровно одна зарядка в компактном корпусе. Это как с флешкой и внешним диском. Флешку я могу прицепить к брелку с ключами и забыть, а чтобы не забыть «внешний диск», мне нужно всегда прикидывать текущий заряд и думать, будет ли сегодня в нем необходимость. В идеале, что-то близкое к этому: https://shopbkey.com/, но этот совсем слабенький.


    1. vladimir_open-dev
      04.05.2016 22:24

      Рад, что разделяете наш кейс. Первая ссылка — вполне обычный powerbank но с функцией поиска по блютус. Время зарядки 4-5 часов. Вторая ссылка — ну очень слабоват, но затея забавная (03 позвонить точно хватит). У него проблема другая: поскольку это батарейка на черный день, то вы ее точно администрировать не будете и есть немалая вероятность, что в нужный момент она будет пустая (или забыли с прошлого раза, или от саморазряда).


  1. kanne
    05.05.2016 00:17
    +1

    очень интересны технические подробности. если конкуренты используют стандартные, массовые банки, за счёт чего их цена >2 раза выше, ведь из 4к заявленных для батона ~25% это просто одна голая банка без вообще ничего остального? в чём планируется удешевление производства, особенно на ранних этапах, когда производство будет дороже еще и из-за малых объёмов?
    будет ли кпд в 95%, при выходном токе 1-2а? хорошие dc-dc от техаса или lt стоят хороших денег. не десятки, но ведь +- доллар за один контроллер — ведь тоже ощутимо.
    зарядка — переделанная схема вида «бп на 12в+dc-dc» или сразу 220ac-->3.6в 10а? если второй вариант, то на каком контроллере сделано?


  1. vladimir_open-dev
    05.05.2016 00:17

    Очень хороший комментарий. Сейчас мы продам батон даже ниже себестоимости(у вас есть уникальная возможность его заказать). И я рад, что кто-то заметил это и вместо возгласов: «Цена-конь» спрашивают почему так дешево. Удешевление пока не планируется — потом будет выше стоимость. А на объемы (батарей в частности) мы сразу заложились (300шт. по 800р). Сейчас там преобразователь g5177с и на 1А у него порядка 95% КПД (понятно, что при разряде АКБ или увеличении тока он будет падать, но маркетинг есть маркетинг) в боевом изделии будет что-то от техаса(пока не решил), а может оставлю этот — он неплох. Зарядка пока 220->3,3, но мне это решение не нравится — слишком много проблем, хоть и 1 преобразование. Скорее всего перейдем в последствии на схему «бп на 12в+dc-dc» или «бп на 5в+dc-dc». Еще раз спасибо вам за коммент — очень хорошо разбираетесь в вопросе.


    1. vladimir_open-dev
      05.05.2016 00:29

      *конечно не 220->3,3 а 220->3,75 (0,15В я закладываю падения на силовых ключах и проводах/контактах)


  1. Antinomy
    05.05.2016 09:17

    Вы вроде инженер, почему в техническом обзоре вы играете числами так же, как ваши конкуренты?
    Во-первых, подавляющее большинство телефонов — литий-ионные с номиналом 3,7В (заряд до 4,2В), а ваш аккумулятор — LiFePO4, с напряжением 3,3В (заряд до 3,6В). Значит, сравнивать ёмкости «в лоб» — некорректно, а нужно сравнивать энергию (произведение ёмкости на напряжение).

    Далее — поскольку у нас повербанк, то на выходе мы имеем USB с номиналом 5В и именно ёмкость его отдачи нас интересует. Что там у телефона за контроллер заряда — вилами по воде писано, говорят, даже линейные бывают. Ну и КПД преобразования в 95% это весьма оптимистично и круто, если так. Не подозреваю вас в подгонке, но независимый тест был бы очень кстати.

    Итого, если нормировать по USB, то получится Typ: 2400*3.3=7,92Вт*ч или 7920/5*95%=1505мА*ч.
    Min: 2300*3.3=7,59Вт*ч или 7590/5*95%=1442мА*ч, что несколько ниже 2000, которые являются «ёмкостью в себе» в вашем случае.
    Вообще, это весьма неплохой результат, на уровне средних однобаночных повербанков на 18650 и лучше 90% китайского ширпотреба.

    Желаю вашему проекту развития, надеюсь всё получится. В некоторых случаях продукт действительно стоящий, хотя проприетарная зарядка накладывает большие ограничения на целевую аудиторию. На правах ИМХО.


  1. vladimir_open-dev
    05.05.2016 09:29

    Спасибо за комментарий. Если бы я просто переводил емкость моего аккумулятора в телефонный, то получил бы 2300? Если пересчитаете внимательно, то увидите, что пересчет идет через Втч.

    Итого, если нормировать по USB, то получится Typ: 2400*3.3=7,92Вт*ч или 7920/5*95%=1505мА*ч.

    Первый раз слышу термин «нормировать по USB». В итоге меня интересует сколько зальется в АКБ моего телефона — все остальное не важно. Безусловно линейные зарядки бывают, но сейчас это удел умных часов, фитнес-браслетов и прочей мелкой техники. И даже у линейного зарядника КПД в данном случае ~70%.

    Спасибо за отзыв о проекте, касаемо ЗУ — к сожалению, мы не смогли сделать по-другому.


    1. bazis13
      05.05.2016 12:00

      Нельзя добавить еще микроюсб? Чтобы когда нет специальной зарядки под рукой, батон хотя бы за 2 часа, но зарядился.
      Я бы делал подобное устройство, опираясь на какой-то стандарт, например Qualcomm Quick Charge 3.0. В этом случае можно хотя бы дополнительных зарядок у китайцев купить, а у некоторых пользователей они уже будут.


      1. vladimir_open-dev
        05.05.2016 12:12

        Скорее всего добавим в итоге — уж больно часто просят + это решит проблему с выводом информации о батареи (можно будет узнать «пробег» — количество циклов, заряд, старение и много других параметров). Quick Charge на выход будет точно(если соберем достаточно предзаказов), а на вход пока не хотим потому как это увеличит и размеры/вес, и стоимость самого батона.


        1. bazis13
          05.05.2016 13:09

          А если на вход только Quick Charge? Насколько будет медленнее зарядка?


  1. vladimir_open-dev
    05.05.2016 13:32

    ~ в 2 раза (20Вт против 33Вт)


  1. iva2000
    11.05.2016 15:12

    Странно, что никто не догадался делать быстрозаряжаемый powerbank и быструю зарядку для него в едином корпусе. Все равно в большинстве случаев таскать вместе придется. А на схемотехнике и на общем весе можно было бы сильно сэкономить.


    1. vladimir_open-dev
      11.05.2016 15:41

      Особо не сэкономишь на схемотехнике (не считая разъема подключения батареи и защиты его контактов от замыкания), а вот таскать придется довольно много. Лучше иметь несколько баз или взять «погонять» у соседа по работе(если у него тоже есть).