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惠普如何设计具有32小时续航时间的笔记本电脑

2019-09-21 16:43:19来源:

惠普工程师开始设计新笔记本电脑时,第一天就吸引了像约翰·沃兹尼亚克这样的电池专家。这是使HP能够创建具有32小时电池寿命的笔记本电脑的一部分。

而且,这还告诉您,在现代电子产品中,能源效率已变得多么重要,因为对薄,强,轻的需求正给电池技术人员带来巨大压力。电池被称为“ 最谦逊,最不时髦的发明”。但是,它可能会成为未来最重要的技术战场之一。电池是一个价值500亿美元的行业,并且随着更多的突破,它可能会变得更大。当人们不必寻找网点为笔记本电脑充电时,他们的生产力就会大大提高。

惠普的电池专家沃兹尼亚克(如图)必须处理来自各方的要求。工业设计师需要薄型笔记本电脑中的薄电池。营销人员也希望减轻重量。但是像沃兹尼亚克这样的工程师只能向设计师展示他们目前需要使用什么以及在不久的将来可能拥有什么。

“这取决于发布的时间,”沃兹尼亚克(与苹果联合创始人史蒂夫·沃兹尼亚克无关)在惠普位于加利福尼亚州帕洛阿尔托的原始车库总部的新闻发布会上说:“我们将进行调试,并生产出一些不同的选择。这就像一个益智游戏,您会看到哪种电池适合某种设计。”

惠普去年为面向企业用户的HP EliteBook 8460p笔记本电脑的发布创建了一个32小时的解决方案。要使用32个小时,您必须添加HP BB09超长寿命笔记本电池,该电池要装在笔记本计算机的底部。这增加了超过一磅的重量。一些新的解决方案可以将笔记本电脑的使用寿命延长至36小时。

我正在尝试其中之一。根据提供的电表,标准电池可使机器使用寿命约10个小时。但是,如果您扣上扩展电池组,则寿命会大大延长。该电池组中有九个电池单元(如下图所示的粉红色圆柱体),并增加了相当于100瓦时的电量,这是法定限制;惠普将不得不将其作为危险品装运。扣上后,笔记本电脑的电池寿命约为200瓦时。

沃兹尼亚克说:“它的价格增加了重量。”

虽然提高电池效率对于延长笔记本电脑电池寿命很重要,但这种改进是逐步的。因此,惠普一直致力于为笔记本电脑提供更好的电源管理,在不使用时关闭电源或关闭组件电源。

Wozniak说,如果您将操作维持在轻度的水平(六瓦或七瓦),那么您可以将电池寿命延长到28或32小时。您可以通过减少笔记本电脑发送无线信号的次数以及降低屏幕亮度来做到这一点。

用固态闪存驱动器替换硬盘驱动器也有帮助。惠普发现,使用闪存代替硬盘驱动器时,HP EliteBook 8460p可以将电池寿命延长18%。

惠普还使用了英特尔的Sandy Bridge集成显卡-在同一芯片上结合了微处理器和显卡-而不是独立显卡。这样又节省了26%的电能。

Wozniak表示,尽管处理器速度和存储容量一直保持领先,但电池的能量密度(即给定空间中的电池产生的能量)每年提高约3-5%。已经进行了许多尝试来扩展它。但是令人失望的是无数的。

沃兹尼亚克说,银锌电池显示了希望,能量密度提高了40%。但是,仅充电40或50次,电池的化学物质就会分解。为了使消费者满意,可充电电池应持续充电数百或数千次。

由于硅可以存储更多的能量,因此一些技术尝试用硅阳极代替碳石墨阳极。但是问题在于它的规模在扩大。硅必须封装在碳中,以抵消部分收益。

电池在充电时会产生氢气,从而导致膨胀。而且由于氢是爆炸性的,因此在电池操作时,发生火灾或爆炸的危险非常大。电池也会随着时间的流逝腐蚀并泄漏危险的化学物质。

因此,必须将电池周围的电路与电池本身物理隔离,以帮助测量其电荷并提高其效率。

锂离子电池是笔记本电脑中使用的可充电电池。它们比其他类型的电池更轻,并且具有多种形状。它们功能强大,但随着时间的流逝,电池的容量会减少。电池在使用时也会变热。

有些电池是圆形的(请参阅图中的粉红色电池),而另一些则是扁平的或棱柱形的(如上图所示)

沃兹尼亚克说:“这在能源史上是很熟悉的。” “有理论上的破坏性技术。我不知道下一个是什么。有很多新化学。电池行业的圣杯是拥有不易燃的电解液。”

电解质是化学溶液(湿的或干的),会引起产生电子的反应。惠普本身曾经进行过自己的燃料电池更换技术研究,但后来将其出售。现在,沃兹尼亚克与制造电池的供应商保持紧密联系。

目前,最薄的电池尺寸约为2.8毫米,总电池厚度为5毫米。最薄的超极本(英特尔今年正在推广的超薄,快速计算机)对于13英寸型号而言约为18毫米厚,对于14英寸及更大显示器而言约为21毫米。英特尔要求电池寿命至少为五个小时。

沃兹尼亚克(Wozniak)认为,可以将电池的厚度降低到2.5毫米,而无需过多权衡能量密度。

如今,笔记本电脑和平板电脑中最大的能源消耗者是显示器。触摸屏比普通显示器消耗更多的能量。

惠普还在其所有EliteBook型号上都安装了环境光传感器。这些传感器根据房间中可用的光线来调整显示亮度。到今年年底,沃兹尼亚克预计将以5瓦的功率运行超极本,而过去许多笔记本电脑的功率为25瓦。

沃兹尼亚克说:“电池寿命会越来越好,因为有很多资源正在解决它。”