劉曉凡

摘 要：電池的壽命長(zhǎng)短不是由總使用時(shí)間，而是由充放電次數(shù)來決定的。始終將電池裝到筆記本上而不取下來，那么即使關(guān)閉機(jī)器并取下AC電源以后，電池也不會(huì)像所想像的那樣一直保持充滿電時(shí)的狀態(tài)。筆記本電腦電池由于在電池中集成了控制電路，因此即使是在關(guān)閉電腦電源的時(shí)候也在耗電。由于一接上AC電源，電池就會(huì)開始充電，每當(dāng)打開或關(guān)閉電源時(shí)，電池就會(huì)反復(fù)地充電和放電，影響電池壽命。

關(guān)鍵詞：筆記本電腦;電池;充電時(shí)間;使用壽命;延長(zhǎng)

進(jìn)入了新世紀(jì)，電子產(chǎn)品越來越多地走進(jìn)人們的生活。筆記本電腦以它小巧的外形，方便攜帶等優(yōu)點(diǎn)獲得了人們的青睞。但是在享受它帶來的便捷的同時(shí)，我們也發(fā)現(xiàn)了它的一些問題，比如我們把筆記本放桌子上，充上電，很少真正長(zhǎng)時(shí)間使 用電池，但不知不覺中電池的容量卻在不斷的降低，一塊上千元的電池，還沒真正派上用 場(chǎng)，就已在日常的使用中喪失了應(yīng)有的容量，壽命自然也縮短了。

這引發(fā)了我們對(duì)筆記本充電原理的研究。經(jīng)過查閱資料，我知道了：電池的壽命主要 取決于充放電的次數(shù)。我們平時(shí)使用筆記本電腦，基本上并不缺少外部電源，只是經(jīng)常挪 動(dòng)筆記本的位置，由于不能及時(shí)接上外接電源，需要短時(shí)間使用電池，才造成過多的電池 充放電機(jī)會(huì)。

因此我設(shè)想：是否可以將電池分為兩塊呢？一塊是應(yīng)付短暫斷電的便宜的短時(shí)電池，一塊是在沒有外接電源時(shí)長(zhǎng)時(shí)間供電的長(zhǎng)時(shí)電池。通過合理的自動(dòng)控制，使得頻繁的充放 電只針對(duì)短時(shí)電池，長(zhǎng)時(shí)電池不必頻繁充放電，從而提高了長(zhǎng)時(shí)電池的使用壽命。短時(shí)電 池由于容量低，價(jià)格會(huì)便宜很多，即使經(jīng)常充放電，壽命縮短，需要更換，從經(jīng)濟(jì)和環(huán) 保角度看，也是合理的。

一、筆記本電腦充電原理研究和改進(jìn)設(shè)計(jì)

1、目前筆記本電腦充電原理

當(dāng)筆記本電腦連接外部電源時(shí)，外部電源不僅為筆記本提供工作電源，如果此時(shí)電池未充滿，外部電源同時(shí)給電池充電，直至檢測(cè)電路測(cè)得電池充滿，由控制電 路切斷電池的充電電路。

只要外部電源可以供電，按照事先設(shè)定的閾值，每當(dāng)電池的容量低于閾值時(shí)，外部電 源對(duì)電池充電，因而大大降低了電池的壽命。

2、建議改進(jìn)的筆記本電腦充電原理

圖二：改進(jìn)的筆記本電腦電池充電原理

如圖二所示，將筆記本電池分為短時(shí)（Es）和長(zhǎng)時(shí)（El）電池，平時(shí)有外接電源時(shí)，只連接 Es，只有當(dāng)沒有外接電源并且 Es 不足時(shí)，才啟動(dòng) El。由于 El 較少機(jī)會(huì)連接進(jìn)電路，避免 了頻繁的充放電，從而提高了長(zhǎng)時(shí)電池（El）的使用壽命。

控制電路 A 和電路控制 B 可以通過檢測(cè)電路獲知有無外接電源、短時(shí)電池和長(zhǎng)時(shí)電 源的容量信息等，從而決定是否將長(zhǎng)時(shí)電池從電路中斷開或接進(jìn)電路。

有外接電源 +短時(shí) /長(zhǎng)時(shí)電池容量未達(dá)設(shè)定閾值 →充電短時(shí) /長(zhǎng)時(shí)電池

有外接電源 +長(zhǎng)時(shí)電池容量達(dá)到設(shè)定閾值 →僅接入短時(shí)電池，斷開長(zhǎng)時(shí)電池

無外接電源 +短時(shí)電池容量不足 →接入長(zhǎng)時(shí)電池，同時(shí)斷開短時(shí)電池

二、經(jīng)濟(jì)效益分析（研究?jī)r(jià)值，應(yīng)用前景，研究的不足）

電池的使用壽命主要指標(biāo)為充放電次數(shù)，目前市場(chǎng)上的筆記本電腦電池壽命（以 Lenovo 或 IBM ThinkPad系列筆記本為例，下同）在 500次左右，而我們每一次的插拔電源，基本上都是對(duì)接在電路里的電池的一次充放電。假設(shè)我們一天平均插拔電源 1.5次，一塊 電源的使用壽命也就一年左右。

電池的容量跟所配置的電池芯數(shù)相關(guān)，芯數(shù)越多，容量越大，價(jià)格也就越高。市場(chǎng)調(diào) 查顯示每芯的價(jià)格在 200-400元左右（平均數(shù)，有的可能每芯會(huì)更高一些）。

假如我們都用 300元 /芯的電池，將短時(shí)電池設(shè)計(jì)為 1芯，長(zhǎng)時(shí)電池設(shè)計(jì)為目前人們常 常選用的 6芯。

假設(shè)筆記本使用年限為 5年，那么 5年內(nèi)，我們?cè)诙虝r(shí)電池上的花費(fèi)為：

300×1（芯）×5（5塊，5年）=1500元

而長(zhǎng)時(shí)電池因?yàn)榇蟠鬁p少了充放電次數(shù)，5年內(nèi)基本不用更換。

改進(jìn)前后在 5年內(nèi)所需的費(fèi)用計(jì)算如下：

原來費(fèi)用 =300×6（芯）×5（5塊，5年）=9000元

現(xiàn)在費(fèi)用 =300×1（芯）×5（5塊，5年）+300×6（芯）×1（1塊，5 年）

=3300元

節(jié)約費(fèi)用 =9000-3300=5700元。

可見，成本比原來降低了 63%。

由于時(shí)間所限以及對(duì)于電池原理知識(shí)的了解不足，不能提出具體的電池參數(shù)以供論 證，這是本文不足的之處。

三、其它：由于減少了電池的使用量，還有助于改善地球環(huán)境，符合環(huán)保發(fā)展要求

這次實(shí)驗(yàn)探究讓我更多的知道了改善電池使用效率和壽命的方法，對(duì)于如控制電路的工作原理，充放電 次數(shù)以外其他影響電池壽命的因素等都沒有詳細(xì)討論。同時(shí)還應(yīng)進(jìn)行更多的市場(chǎng)的調(diào)查，以進(jìn)一步核實(shí)所提改進(jìn)方法的市場(chǎng)需求，獲得更精確的成本節(jié)省數(shù)據(jù)，給生產(chǎn)廠商提供更 翔實(shí)的數(shù)據(jù)做出是否改進(jìn)的決定。

（作者單位：河北省衡水第一中學(xué)748班）