惠普笔记本电池：惠普金牌服务官方详解

天狼晓月

    简介     笔记本电脑用户中最常问的问题是“电池的使用时间有多长？”。 这个问题的答案有点复杂。 用户肯定会发现，电池的使用时间与笔记本电脑的使用方式和使用地点有关；但是多数用户无法理解为什么有时电池的使用时间没有电池指示计（Power Meter）所预计的时间长。
   电池的温度、笔记本电脑上运行的应用程序、所有连接的设备、显示屏的亮度和笔记本电脑的电源管理设置都决定着电池的使用时间和使用寿命。
    随着移动计算日益流行，就需要用户理解环境和使用因素是如何影响电池的使用时间和使用寿命的。 本文解释了这些因素、说明了惠普笔记本电脑内建的 Smart Battery 技术，以及最大限度延长电池寿命的一些建议实践。

    NOTE: 本文为较高级的用户提供一些技术信息。 如需有关电池的简单指南，请参见 HP Battery Health Center 。
什么是锂离子电池？    锂离子（Li-Ion）电池组是由多节串连和并联（取决于设备的电压和电流要求）的电池所组成的。 惠普笔记本电脑使用 3 种不同类型的锂离子电池单元： 圆柱形的、棱柱形的和聚合物。
    圆柱形电池 直径大约是 18 毫米（0.7 英寸），高 65 毫米（2.6 英寸），通常称为 18650 电池。 这些电池通常用于大约 20 毫米（0.8 英寸）厚的电池组中。
    棱柱形电池 很薄，具有长方外形；最常见的类型是 6 节和 8 节锂离子电池组，大约 12 毫米（0.5 英寸）厚，如 HP MultiBay 和平板电脑的电池。
    聚合物电池 比棱柱形电池要薄。 它通常用于像 IPAQ Pocket PC 这样的产品和某些超轻便的电脑中，这些产品需要的电池组厚度不能超过 10 毫米（0.4 英寸）。
    锂离子电池与同尺寸的镍电池相比要更轻、容量更大，并且充电后使用时间更长。 另外，可以对尚未完全放电的锂离子电池进行充电，因为它们不受记忆效应的影响。
    在系统处于关闭模式下，典型的锂离子电池组需要 2.5 到 3 小时即可完全充至其最大电压。 电池完全充满后，内置的保护（充电控制）电路会中止到电池的电流。 该保护电路可防止电池的充放电超出安全限制。
    虽然该保护电路运行时要使用少量的电池电能，但锂离子电池的自我放电（Self discharge）率只是镍充电电池的一小部分。 本文 什么是电池容量 部分说明了某些可提高锂离子电池自我放电率的情况，应避免在这些情况下使用电池。
什么是电池的循环寿命（Cycle Life）？    电池的循环寿命是电池无法保存有用电量前，电池的总计充-放电循环次数。估计可充电锂离子电池的循环寿命很难，因为充电循环寿命受电池的平均运行温度及其放电率的影响。
    基本上，较高的温度和较高的放电率都会降低电池循环寿命。 电池的运行温度取决于气温，以及笔记本电脑本身及其附近环境（如圬站）所生成的热量。 放电率取决于笔记本电脑上运行的应用程序类型及其电源管理设置。
    例如，与运行字处理应用程序相比，运行像 CAD、游戏和 DVD 电影等的计算密集型应用程序会更快地耗尽电池电量，并且会降低其循环寿命。
Figure 1: 放电循环
    可充电锂离子电池的放电循环是近似等于其满电量的累计放电量。 例如，10 次 10％ 深度的放电或者 2 次 50％ 深度的放电表示一次放电循环。
什么是电池容量？    电池容量的表示形式为安培-小时 (Ah)。 电池电量的表示形式为瓦特-小时 (Wh)，它是电池容量 (Ah) 和电池电压 (V) 的乘积。 锂离子电池组的运行电压范围在其使用寿命期间保持相对的恒定；但是，随着将电池组投入使用，其容量开始大致呈线性方式下降。 新电池根据其额定容量进行分类。
    随着时间的推移，由于每节电池内的电化学效率问题，实际的电池容量会降低。 这种容量的丧失（老化）是不可逆的；无法通过电池的充放电循环来恢复容量。 逐渐地，每节电池内用电化学方式存储电量的可用活动材料越来越少。 因此，用户会感觉到电脑使用时间的降低。
    表示电池的实际容量随时间推移而发生变化的实用方式称为 充满时的容量 (FCC)。 FCC 表示成电池初始额定容量的百分比。 FCC 的影响因素有电池上的典型放电负载和用户配置。 在正常的放电负载下，锂离子电池的寿命在 300 到 500 次循环之间。 在中等强度的使用情况下，预计在 300 次循环或使用大约 1 年后，锂离子电池仍具备 80％ 的额定容量。 该估计值根据典型用户的使用方式得出，即每个工作日都完成电池的充放电循环，方法是在有线或无线模式中运行低等到中等耗电的应用程序（字处理、电子邮件和电子表格）。
Figure 2: 完全充满电后的中等强度使用
    完全充满电后的中等强度使用在 300 次循环后仍具备 80％ 的容量。
惠普如何确定保修期？    惠普为锂离子电池提供 12 个月的保修。 该保修期基于在低等到中等电源负载下，电池预计在 300 次循环后仍具备其 80％ 的初始容量。 较高的电源负载可能导致电池在 12 个月的保修期内其容量只能达到其初始容量的 80％。 低于 80％ 的容量阈值后锂离子电池仍可运行；但是其在两次充电之间的容量（使用时间）将继续降低。
    下表总结了根据两种用户配置和各种电源负载所得出的 1 年后的 FCC 预测。 第一种配置用于 移动用户 ，他在正常环境中几乎每个工作日都对电池进行完全充放电（每年 300 次充电循环）。 第二种配置用于 固定用户 ，仅在高温环境中（例如在圬站中）每周对电池进行一次充电循环。 如该表所示，由于运行高耗电应用程序或由于使用圬站而发出的额外热量会加速容量的丧失。
    高耗电应用程序还会使电池的充电循环寿命降低 25％。

电源负载（应用程序）	移动用户，每日进行电池充电循环（25ºC，77ºF）	固定用户（使用圬站），每周进行电池充电循环（>35ºC，95ºF）
低（字处理、因特网、电子邮件）>	80%	80%
中等（无线、电子表格、数据库管理）	80%	70%
高*（CAD、3D 游戏、DVD、高 LCD 亮度）	60%	50%

什么是 Smart Battery 技术？
    由于监视并向用户报告电池电量状态的系统不准确，所以估计电池的使用时间变得更复杂了。 某些笔记本电脑根据厂商使用特定配置对具体产品型号所进行的测试来估计电池的电量状态。 插入电量状态不同的其他电池时该方法就不准确了，因为每块电池的电量状态都是根据其在系统中的使用历史来估计的。
    为了协助用户监视并管理锂离子电池， HP Compaq 笔记本电脑使用 Smart Battery 技术提供了准确并且即时的状态信息。 惠普 Smart Battery 技术基于 Smart Battery System (SBS)，后者是主流电池厂商于 1995 年创建的，并且已成为可充电电池技术的行业标准。 具备 SBS 功能的 Smart Battery 可维护并报告其自身的状态，因此为用户提供准确的信息，而不管用户是在相同的笔记本电脑中使用不同的电池，还是在不同的笔记本电脑中使用相同的电池。
什么是 Smart Battery 校准？    多次进行简短的放电和再充电会导致电池的电量状态和 Power Meter 的读数之间越发不准确。 因此电池需要定期校准，以便“再学习”其可用容量，这样就可以和 Power Meter 同步电池的电量状态。 由于可为用户提供准确的剩余电池电量估计值，所以校准过程可最大限度地延长笔记本电脑的使用时间。 校准还可防止数据的丢失，在休眠过程期间没有足够的电量来完成关键的保存到磁盘操作时会发生这种数据丢失。
    无论是在笔记本电脑中还是在单独的充电器/调节器中对电池进行再充电，Smart Batteries 在每次完全放电-充电循环中都会校准电池的 FCC。 使用笔记本电脑进行校准不太方便，因为它会进行 4 小时；但是与使用单独的充电器相比，它可得到更准确的结果。
    因为在可靠的电源负载下电池再学习其 FCC，所以使用笔记本电脑进行的校准结果要更准确。 在单独的充电器中，会使用固定的负载对电池进行放电。 如果该固定负载低于笔记本电脑的典型负载，则学习到的电池容量要高于其实际容量。 换句话说，如果新校准电池遇到的负载高于电池校准时使用的负载，则该电池可能无法提供 Power Meter 所预计的使用时间。
    目前Smart Battery 的准确度允许在电池放电到 5％ 剩余容量时进行精确的校准。 因此用户可以将电池警报设置在 5％ 剩余容量，这样 Smart Battery 可在电池的正常使用期间校准其容量。
    用户只需在收到 5％ 容量警报前定期对电池进行放电即可。 是否需要执行该过程取决于个人的使用。 通常，每 3 个月应该校准一次锂离子电池。 很少完全放电的电池应该 1 个月校准一次。
最大限度地增加电池容量和延长电池寿命    读完本文的内容后，应该了解下列状况会对电池的使用时间和寿命产生负面的影响。
导致电池容量丧失的因素    > 在每次放电-充电循环后，锂离子电池会逐渐地、不可逆地丧失容量。 随着温度和放电负载的增加，这种老化更为迅速。
    > 如果将电池留在未加电的笔记本电脑中，则锂离子电池的自我放电率较高。
    > 在长期的存放或空闲期间，电池的电量会降低到建议的低压水平以下。
    > 长期让电池处于电量耗尽状况会加速 FCC 的下降。 长期让高电量水平的电池处于高温环境中（例如在极重的负载下于圬站中运行笔记本电脑）也会加速容量的丧失。
    > 使用电池运行高端应用程序会加速容量的丧失。 例如，与使用字处理应用程序相比，玩 3D 游戏会使 FCC 的下降更快。
建议的电池维护实践    每种电脑型号的惠普用户指南中都介绍了电池使用和存放的建议。 其他的电池维护实践如下：
    > 在 20°C 和 25°C（68°F 和 77°F），30％ 到 50％ 电量之间存放锂离子电池。
    > 切勿让电池长期暴露在高温下。 长期暴露于高温下（例如在过热的汽车内）会加速锂离子电池的退化。
    > 如果笔记本电脑闲置 2 周以上（关机并且不插入交流电源），请取出电池。
    > 如果笔记本电脑连续插入交流电源 2 周以上（通过墙壁插座或圬站），请从笔记本电脑取出电池。
    > 如果笔记本电脑使用电池的电量来运行高端应用程序，请使用具有最高额定容量 (Ah) 的电池类型。
    > 根据使用模型定期校准电池。 在正常使用下，最低每 3 个月应该校准一次电池；但是很少完全放电的电池应该 1 个月校准一次。