多功能儲(chǔ)能電源設(shè)計(jì)與研究

摘 要： 現(xiàn)如今市場(chǎng)上“移動(dòng)電源”種類繁多，卻不知哪款是最適合你？在人們可選擇的多種產(chǎn)品中，又將如何選擇讓自己滿意的產(chǎn)品？一部分消費(fèi)者看好的是品牌，可在同一品牌中還有不同的產(chǎn)品需要選擇，現(xiàn)在人們選擇產(chǎn)品主要是考慮產(chǎn)品使用功能，一款移動(dòng)電源適否適合自己使用，主要是考慮使用者所需要的功能有沒(méi)有得到滿足，所以產(chǎn)品的使用功能決定產(chǎn)品消費(fèi)群體。

關(guān) 鍵 詞：移動(dòng)電源 大容量 功能多 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技在不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，追求完善已成為時(shí)尚，生活中人們對(duì)電子產(chǎn)品的依賴性越來(lái)越高，“斷電”對(duì)現(xiàn)代的電子產(chǎn)品，尤其是信息化產(chǎn)品，如：智能手機(jī)、iPad、筆記本電腦等，是致命一擊，各類電子產(chǎn)品一旦沒(méi)有電能的支持只能是個(gè)無(wú)用的擺設(shè)。由于體積的限制，電子產(chǎn)品的電池只能限定在特定的體積內(nèi)，這就限定了電子產(chǎn)品的續(xù)航能力。目前，市場(chǎng)的移動(dòng)便攜電源多種多樣，通常移動(dòng)電源只能針對(duì)一種電子產(chǎn)品充電，但是沒(méi)有一款可以為多種小電器提供通用充電產(chǎn)品。并且現(xiàn)有充電產(chǎn)品容量不夠大，還沒(méi)有專門(mén)為筆記本電腦充電的移動(dòng)電源。通過(guò)學(xué)習(xí)對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)，使我掌握工業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，現(xiàn)代社會(huì)人們?cè)趯?duì)消費(fèi)產(chǎn)品的需求不僅僅滿足于基本功能的完備，更注重了產(chǎn)品的外觀的美感及不斷提高和完善的功能和使用者的心理和生理感受。

一、產(chǎn)品的前期調(diào)研

移動(dòng)電源是一種集供電和充電于一體的便捷式充電器，可以給數(shù)碼設(shè)備隨時(shí)隨地充電或者待機(jī)供電。它通過(guò)整流、濾波，把市電轉(zhuǎn)化為電器可接受的電流，然后由電能轉(zhuǎn)為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)手機(jī)或其他的數(shù)碼產(chǎn)品在使用過(guò)程中因電池電量耗盡，不需要取下電池，直接將自由充電器接上，就可以給數(shù)碼產(chǎn)品供電，還可以同時(shí)邊充電邊使用，且便于攜帶。一般由鋰電池芯或者干電池作為儲(chǔ)電單元，區(qū)別于產(chǎn)品內(nèi)部配備的電池。一般配備多種電源轉(zhuǎn)換接頭，通常具有容量大、用途多、體積小、壽命長(zhǎng)和安全可靠等特點(diǎn)。

二、移動(dòng)電源發(fā)展的四個(gè)階段

第一階段：2001-2007年，概念炒作，曇花一現(xiàn)。 移動(dòng)電源最早出現(xiàn)在2001年的CES展覽上，那時(shí)只是在CES沙攤館的一個(gè)地?cái)偹频恼褂[位上，是一個(gè)留學(xué)生用幾節(jié)AA電池再帶一個(gè)控制電路而拼湊起來(lái)的。當(dāng)時(shí)這個(gè)不起眼的東西，因它能在任何地方給數(shù)碼產(chǎn)品充電而引起許多參展商的關(guān)注。當(dāng)時(shí)為了概念炒作，還取了一個(gè)頗具浪漫氣息的名字-手機(jī)戀人，曾經(jīng)有廠家請(qǐng)到影視明星陳建斌做產(chǎn)品代言人，可見(jiàn)當(dāng)時(shí)就有廠商預(yù)見(jiàn)到移動(dòng)電源項(xiàng)目的未來(lái)發(fā)展前景。因智能手機(jī)市場(chǎng)尚未啟動(dòng)，移動(dòng)電源沒(méi)有真正的市場(chǎng)需求，更多的只是一種新概念炒作，曇花一現(xiàn)也就不足為怪了。第二階段：2007年-2010年，小荷已露尖尖角，萌芽期。隨著蘋(píng)果手機(jī)的橫空出世，引發(fā)了不少領(lǐng)域的革命，比如手機(jī)電池—原來(lái)可以把手機(jī)電池做到不可更換！蘋(píng)果的另一個(gè)革命是將手機(jī)越做越薄，但功能卻越來(lái)越多！上網(wǎng)、游戲、視頻、聊天、照相攝影樣樣俱全。這其實(shí)是個(gè)悖論，按理說(shuō)手機(jī)功能做得越多就越耗電，那手機(jī)電池就應(yīng)該越做越大。但蘋(píng)果公司恰恰相反，只要手機(jī)足夠時(shí)尚、足夠炫，消費(fèi)者足夠喜歡就行了！這就給移動(dòng)電源帶來(lái)了機(jī)會(huì)，開(kāi)始有一部分果粉們明顯感到電池不夠用，對(duì)移動(dòng)電源有了剛性需求。第三階段：2011年-2012年，百花爭(zhēng)艷，快速成長(zhǎng)期。但這個(gè)時(shí)候，一些與移動(dòng)電源產(chǎn)品根本無(wú)甚關(guān)聯(lián)的廠家，如原來(lái)做鍵盤(pán)鼠標(biāo)的、做手機(jī)保護(hù)套的、做塑膠五金模具的，沒(méi)有深入了解移動(dòng)電源，以為移動(dòng)電源制作簡(jiǎn)單，紛紛上馬，一時(shí)間，移動(dòng)電源市場(chǎng)良莠不齊，一地雞毛！在這個(gè)市場(chǎng)的快速成長(zhǎng)的同時(shí)，也留下不少的隱患。第四階段：2012年-今后3-5年：翻天覆地，巨額增長(zhǎng)期。2012年3月，據(jù)中央人民廣播電臺(tái)報(bào)道，國(guó)內(nèi)知名市場(chǎng)研究公司的數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)手機(jī)用戶突破10億大關(guān)。但智能手機(jī)只占到了8%，而發(fā)達(dá)國(guó)家占有率達(dá)到60%以上，新加坡、香港則達(dá)到了90%以上，所以，在今后3-5年，中國(guó)的智能手機(jī)用戶將占到50%以上，也就是智能手機(jī)將達(dá)到5-8億臺(tái)的巨量！移動(dòng)電源市場(chǎng)將產(chǎn)生翻天覆地的變化，進(jìn)入真正的巨額增長(zhǎng)期，一些真正重品質(zhì)、重品牌建設(shè)、重創(chuàng)新的移動(dòng)電源廠商、銷售商將執(zhí)市場(chǎng)牛耳，獲得消費(fèi)者的青睞，同時(shí)獲得巨大的利益。

三、激動(dòng)電源組成

現(xiàn)如今市場(chǎng)上的移動(dòng)電源大體分為三部分：1、單口輸出：一次只能為一種電子產(chǎn)品充電；2、雙口輸出：一次允許同時(shí)給兩種電子產(chǎn)品充電，限定電流一般為1A和2A輸出口；3、單出口或雙出口配備LED強(qiáng)光手電或配備其他功能的：在充電工具外加入方便出行的強(qiáng)光手電或配備其他功能方便出行。

目前市面上出現(xiàn)的移動(dòng)電源種類繁多，一般都是給小型數(shù)碼產(chǎn)品提供充電功能，但是能夠給筆記本電腦充電的寥寥無(wú)幾，市面上的一款給筆記本充電的移動(dòng)電源USB輸出接口為5V2.5A（MAX）由于不同的筆記本需要的充電電壓不同設(shè)有三個(gè)電壓的調(diào)節(jié)按鈕分別為19V、16V、12V。此款移動(dòng)電源給出的標(biāo)語(yǔ)是“支持99%筆記本電腦充電”并且配備的多款筆記本充電的插頭，在目前筆記本品牌繁多的時(shí)代同款的筆記本電腦電池要求的充電電壓各不相同，多種的品牌就需要一款可調(diào)節(jié)的電壓控制器來(lái)滿足不同電腦電池的要求，這樣的電壓控制器不緊使移動(dòng)電源可以滿足電腦電池的續(xù)航也可以保證筆記本電腦的電池使用壽命不會(huì)因電壓過(guò)高或者過(guò)低充電造成折損。

四、移動(dòng)電源的發(fā)展趨勢(shì)

1.大容量：隨著時(shí)代的發(fā)展，電子產(chǎn)品功能越來(lái)越多，對(duì)電量的消耗也越來(lái)越大，所以對(duì)移動(dòng)電源的容量要求也越來(lái)越高，所以大容量移動(dòng)電源是一大趨勢(shì)。 2.多功能：電子產(chǎn)品的種類繁多，各種接口不一而足，所以移動(dòng)電源必須要具備能給更多設(shè)備充電的能力，尤其是電腦。3.自充電：如果移動(dòng)電源能夠帶有自充電的功能，會(huì)贏得更多遠(yuǎn)行者的青睞。4.個(gè)性化：在滿足移動(dòng)電源實(shí)用性的同時(shí)，還要重點(diǎn)考慮到它獨(dú)有的外形魅力，為枯燥的一天增添色彩。5.安全性：移動(dòng)電源的安全也是個(gè)重要課題，不僅要保證數(shù)碼設(shè)備的安全性，最主要的是人身的安全。

五、移動(dòng)電源設(shè)計(jì)與分析研究

產(chǎn)品的涵蓋功能：需求決定生產(chǎn)，人們對(duì)產(chǎn)品的功能要求越來(lái)越高，目前對(duì)移動(dòng)電源最稀缺的功能是：1、自充電：配備太陽(yáng)能電池板，讓你的移動(dòng)電源不斷電；2，、多接口：多孔USB接口，實(shí)現(xiàn)資源共享；3、筆記本電腦充電：為出差旅行人的工作消遣不斷電；4、小工具：安裝燈，為出去旅行的旅游宿舍學(xué)習(xí)的學(xué)生照明；5、收納盒：數(shù)碼產(chǎn)品種類繁多需要的數(shù)據(jù)線時(shí)常互相纏繞，使用起來(lái)特別不方便，需要配備一個(gè)數(shù)據(jù)線收納盒，讓數(shù)據(jù)線的使用及整理更加的便捷。

設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題及解決方案：1、大容量：需要支持大容量移動(dòng)電源為內(nèi)部材料問(wèn)題，鈷酸鋰為目前常用的移動(dòng)電源內(nèi)部材料，技術(shù)成熟且應(yīng)用范圍廣泛若給筆記本充電的大容量移動(dòng)電源體積就會(huì)顯得很笨拙，應(yīng)對(duì)人們大容量且體積輕的電源就需要尋找新興材料代替，材料磷酸鐵鋰可以達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，且有循環(huán)使用次數(shù)達(dá)2000次使用壽命大大增強(qiáng)、體積輕便、大電流放電、內(nèi)阻小發(fā)熱少、安全環(huán)保、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)。使用磷酸鐵鋰材料可以解決大容量輕便的問(wèn)題。2、給筆記本電腦充電：通常用來(lái)充電的移動(dòng)電源電壓為5V1A或者5V2A規(guī)格的，若直接將移動(dòng)電源與插線板結(jié)合起來(lái)，將涉及到電壓過(guò)量的升高及交流電與直流電轉(zhuǎn)換問(wèn)題，會(huì)使電能大量流失。采取解決方案：用直流電流直接給筆記本充電較為可行，目前市面上的筆記本電池的直流充電電壓從14.5V～20V，這樣做一個(gè)外置的可調(diào)節(jié)的升壓裝置即可滿足給筆記本充電的需求且裝置可調(diào)控使充電電壓更精準(zhǔn)，方便使用。3、多接口：目前移動(dòng)電源佩戴接口最多為三個(gè)，兩個(gè)為USB輸出接口一個(gè)為移動(dòng)電源的充電接口，在移動(dòng)電源上多配備共享的USB接口不緊影響美觀性也會(huì)對(duì)移動(dòng)電源內(nèi)芯的體積有一定的影響，接口配備多了會(huì)導(dǎo)致移動(dòng)電源的體積過(guò)大影響攜帶的方便，于是單配備一個(gè)共享多接口的小裝置放在收納盒里，這樣不緊解決了共享的問(wèn)題也使移動(dòng)電源的本身不會(huì)有負(fù)擔(dān)。4、收納盒：配備數(shù)據(jù)線的種類繁多，盒子大小就需要進(jìn)行推敲，在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)線時(shí)可以把平時(shí)使用的大插頭進(jìn)行精簡(jiǎn)制作，在配備插頭轉(zhuǎn)換器，這樣平時(shí)使用的幾種數(shù)據(jù)線及轉(zhuǎn)換插頭就可以方便的放入收納盒中了，收納盒的體積也得到了有效的收縮，這樣與移動(dòng)電源一體的可拆卸的收納盒就可以方便攜帶了。

結(jié)論

一件新產(chǎn)品的產(chǎn)生是由于現(xiàn)有產(chǎn)品功能不足而引發(fā)的改進(jìn)設(shè)計(jì)理念與方案，所做的改進(jìn)不能只停留在表面，想要完全改進(jìn)一件產(chǎn)品就要深入從產(chǎn)品的材料入手，材料是產(chǎn)品內(nèi)部的核心，它決定產(chǎn)品的質(zhì)量、大小及能力。產(chǎn)品的附屬品的品質(zhì)也是值得重視的關(guān)鍵點(diǎn)，以方便消費(fèi)者為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)改良，在所有的步驟進(jìn)行完善的基礎(chǔ)上在進(jìn)行外觀的設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的硬件良好還要給予產(chǎn)品一個(gè)奪人眼球的外觀，這樣的產(chǎn)品才能在市場(chǎng)上提高銷售數(shù)量。

北京聯(lián)合大學(xué)“啟明星”大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目編號(hào)：201311417SJ042

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