简介
书接上文,“移动电源新国标GB47372-2026做了哪些升级?”我们对新国标做了一下解读。
本篇主要是针对新国标“6.5 充放电温度控制”、“6.8 智能管理”、“6.9 电压调节”、“6.1 0 异常禁用”等软件相关部分做一下详细的讲解。
针对新国标新增的这些功能,软件要如何去设计?以及未来软件设计发展的趋势,移动电源软件进阶应该往哪些方向学习?本篇会给你一个参考方向。
废话不多说,搬好小板凳,let's go。
一、新国标软件升级了哪些?
以往我们做移动电源的软件开发只需要对电源管理IC分配一下功率、加一个电量灯显逻辑或者188数码管,甚至也可以不用主控,把这一部分集成到电源管理IC也完全可行,代码量充其量不会超过3KB,主控也往往是8位的单片机就可以搞定。
然后,随着移动电源新国标的发布,根据“移动电源安全技术规范GB+47372-2026”,我们了解这次软件相关升级的内容还是蛮多的,着重加强了软件方面的防护,下面先梳理一下软件涉及有哪些新增内容。
1.1 数据检测
主要是对正常工作状态下的移动电源的电芯电压、温度进行采集读取,并上报出去能够展示给用户查看。并且对采集数据的精度要求比较高,电压误差为±1%,电池温度的误差7 0 ℃以内温度误差为±3 ℃,7 0 ℃及以上温度误差为±6 ℃,选取电池最不利的位置进行温度测量。
见6.8智能管理部分,a)正常状态应监测以下信息
1.2 异常信息检测及存储
不单单要求监测正常工作状态的数据,对于异常状态的数据也要能够实时监测,并且存储在本地。异常数据主要包括:电池过充电压、电池的温度以及发生这些异常时的时间,同时记录并上报出来展示到客户端。
这些异常的数据记录上报,机构会详细的进行一项一项的测试,只要展示的异常电压、温度及时间戳符合新国标的要求,才会给出测试合格报告。
见6.8智能管理部分,b)异常状态应存储以下信息
1.3 用户读取信息
这里要求用户能够读取存储的异常信息和电池的相关信息。
这里明确要求的异常状态信息,用户能够读取得到,既然要展示给用户,那我们设计的时候既要满足新国标的要求,同时数据展现的时候还要简单易懂,能够有更好的用户体验。异常信息相对比较敏感,不能给用户造成恐慌。
另外一项要求是用户读取电池信息,包括电池的信号、编码等信息,编码能够解析出来电池的生产厂和生产日期信息。这一项要求直接把设备用的电芯透明化了,用户能够直观的看到品牌用的电池是哪一家的,属于什么梯队的,对于高端的产品用的优秀品牌的电芯,当然能够增加产品的附加价值,那对于中低端的产品就不太有优势了,当用户看到买的移动电源电芯没有品牌力,心里多少都有点嘀咕。
1.4 电压调节
非常重要的一项,电压调节,应该叫满充电压调节。
那为什么要增加调节满充电压的功能呢?锂电池老化后,继续充到出厂的满充电压,析锂、热失控起火风险会明显上升;新国标要求 BMS 随时间 / 循环次数,主动降低电芯充电截止电压,牺牲一小部分容量,换取老化后的安全。
那么锂电池老化会带来哪些风险问题呢?
我们都知道新电芯可以安全充到4.2V(有的更高到4.35V),满电时的状态稳定。但是,电芯反复用几年之后,内部已经悄悄发生了变化:
- 负极 SEI 膜增厚,负极容纳锂的能力下降
- 再强行充到原来的满充电压,金属锂容易在负极表面析出(析锂)
- 析出的锂枝晶会刺穿隔膜,造成内部微短路,严重就热失控起火爆炸
所以,:截止电压固定不变,新电芯和老化电芯都充到同一个电压;用久之后安全隐患持续累积。
1.5 禁用
这也是增加的一项非常重要的功能,禁用,也就是禁止使用不可恢复。
禁用的触发条件有两个:欠压和过压,这两个都是极端的工况,一旦检测到严重过压 / 深度欠压,直接永久锁死,禁止再充放电,不让已经产生内伤的电芯继续带病使用,防止热失控起火。
旧充电宝 BMS 的逻辑:
- 过充了 → 暂停充电;电压回落,又可以继续充
- 电芯深度放亏电 → 暂停放电;接上充电器,又尝试恢复充电
问题就在这里:
a.过压场景:主保护电路失效,电芯被充到远超 4.2V。此时电芯内部电解液已经分解产气、负极大量析锂。就算电压回落,内部已经有不可逆损伤。如果还允许继续充放电,很容易后续发生内部短路、起火爆炸福建省工业...。
b.深度欠压场景:长期闲置自放电、或者电芯内部微短路,电芯电压掉到极低。负极铜集流体腐蚀溶解,再次充电会快速析锂,风险极高。旧充电宝很多亏电放一段时间,一充电直接鼓包起火新华网。
异常禁用不是普通的 “暂时保护”,是一次性永久锁死,属于最后一道兜底安全防线。
二、满足新国标的设计方法
通过上面了解,我们可以看到这次移动电源新国标升级对软件设计提出了更高的要求,数据采集、数据精度、电池信息获取、温度异常检测记录、电压异常检测记录等等,这些旧国标都是没有的,属于全新发升级。
测试机构会对这些升级的功能一项一项测试验证,凡是不满足要求的都要整改。那我们一起看一下如何设计来满足要求。
2.1 数据检测及存储
针对电芯电压、温度数据,精度要求比较高,常用的MCU的ADC一般是12bit以下的,无法满足精度要求,主流做法是加一个BMS芯片,BMS芯片的主控的ADC精度是16位的,可以做到mA级别的误差。
对于异常信息监测和记录,有异常电压+时间戳,异常温度+时间戳两项异常数据记录要求,温度和电压可以取自BMS,时间戳自然也是BMS的本地时间,这里注意下时间戳需要外部校准本地时间。每次上电主控去读取BMS的异常信息,读取到就上报。
2.2 电池信息
电池信息需要展示给用户,每个电芯的编码都是独一无二的,这就需要我们产线在组装的时候提前录入这些信息,用户端去获取提前的录入的信息即可。
2.3 电压调节
这里提供了两种方式调节最高充电电压,一种是根据时间,另一种是根据循环次数,相比之下根据循环次数实现起来更加方便一些,也是普遍采用的一种方式。
可以采集BMS的循环次数,当循环次数达到一定值之后,主控去设置电源管理IC的满充电压即可,需要注意的是这里有三个档位去设置。
2.4 禁用
禁用功能也可以通过BMS来实现,比如芯海的电量计就有失效模式,失效模式的电压可以自由设置,一旦触发之后就不可恢复,过压和欠压禁用都可以BMS的方式实现。
还有一个方式就是采用保险丝,当触发禁用条件时熔断保险丝,通过永久切断电路的电压来实现禁用的功能。
三、信息如何展示
电池信息、检测的数据及异常信息需要展示给用户,结合成本、战略、体验等综合评估我们选择更适合的方式,汇总一下总共有这些途径。
四、移动电源软件发展趋势
通过这次的重大升级可以看出,国家对3C产品的重视,未来的充电宝不单单能够充电、放电还要保证安全,安全就从源头上解决,那就是电池,其次是BMS保护。
旧的充电宝只有充电、放电的功能,这次增加的展示数据信息给用户,使消费中能够深入了解自己使用的产品的一些参数。
未来的充电宝发展趋势:
电芯:更高能量密度、更高安全底线
未来充电宝不再单纯比拼容量,传统单纯堆容量的时代结束,同等容量下体积、重量更小、BMS管理更加智能更能打动人;低质低价产能会继续出清,竞争从「比参数」转向「比本质安全」。
可追溯 + 智能管理
唯一编码、建议安全使用年限、电压/温度监测、异常记录可读(屏显 / 有线 / 无线 / NFC)会变成标配,售后和监管都好查。
磁吸无线充常态化
Qi2 / 国内磁吸方案把「贴一下就充」做成主流形态,和自带线、多口快充一起做场景细分。
轻薄 + 高功率并存
便携款继续压厚度;差旅/户外款走更大功率、更多口;GaN、更高集成电源芯片帮板级塞下保护和协议。
电芯升级
更安全的圆柱/软包方案先吃红利;半固态等新电芯会先出现在高安全、高倍率定位上,不会一夜替代。
形态混搭
磁吸支架充、桌面多合一、带屏显/定位的差旅款等「混动形态」增多,产品按场景拆,而不是只卷毫安时。
一句话:安全与可追溯是底线,磁吸体验和场景细分是增长点,智能化与电芯升级是差异化。
五、软件进阶学习方向
那对于各位从事软件开发的老铁,未来应该往哪个方向学习呢?
把一件事做深
在一个方向把技术打牢,排查bug、产线故障能够游刃有余,做到看一眼现象就知道是哪里的毛病。曾经有一个专家,一辆车开过去,他从声音就能知道这个车哪里有问题。
提升工程能力
测试的策略、日志监控、代码可读性,脑子里面形成一个系统。工欲善其事必先利其器,利用AI开发系统测试工具,结合本地log系统提升效率,解放生产力。
学会看全局
理解业务目标,系统化思维看问题,从「执行者」走到「负责人」。
刻意练习反馈闭环
每做完一块就复盘:慢在哪、错在哪、下次怎么提升。读优秀开源/同事代码,编程犹如写作,看的优秀文章多了,自然能写出优美的文章。
六、总结
移动电源新国标升级影响了整个行业,一句话概括:竞争从「比容量、比功率、拼低价」转向「本质安全 + 可追溯 + 智能管理」;不合规低端产能加速出清,合规品牌与方案(含磁吸、屏显/通信读取等)进入升级窗口。
一张图总览: