近年来,“露营热”带火户外电源市场,户外电源行业呈现爆发式增长态势。户外电源是一种内置锂离子电池、自身可储备电能的便携式储能电源,无论是户外露营、自驾旅行、移动办公,还是航拍摄影、应急备灾、医疗救援、环境监测、测绘勘探,户外电源均可提供安全稳定的移动电力解决方案。
户外电源市场井喷式增长吸引不少企业“入局”。赛道火热的同时,一些企业投机行为也导致市面上户外电源质量参差不齐,用户短时间无法有效甄别,而站在消费者立场,挑选一款合适的户外电源尤为重要。
那么一款优秀户外电源应如何定义呢?近期,我会数码测评中心结合户外电源产业多年研究经验,特邀便携储能第一股—华宝新能旗下(SZ301327)户外电源品牌Jackery电小二及数位电源领域资深工程师进行测评对话,全方位探讨一款优秀户外电源应具备哪些指标。
测评品牌:Jackery电小二 作为全球销量第一的光充户外电源领导品牌,“Jackery电小二”凭借着不断创新的高品质、高标准,在中国、美国、加拿大、日本、德国、英国等全球多个国家销售,累计销量超过200万台,市场份额居全球第一。此外,Jackery电小二荣获全球超过150家权威媒体和机构推荐,并入选福布斯、纽约时报年度最佳便携储能榜单。
测评产品:Jackery电小二户外电源1000 Pro黑橙色 上市时间:2022.9 测评产品信息:
一、产品外观
电小二户外电源1000 Pro沿用了品牌经典的黑橙配色设计,简洁大气又兼具超高辨识度,传递出坚实可靠且富有能量的品牌感。折叠式提手设计,相对市面上双手搬握设计更符合人体工学,便于携带又节省收纳空间。
户外电源正面中心位置是液晶显示屏区域,可实时显示包括充电/放电功率、电池电量百分比、低电量提示、高温警告等信息。此外显示屏外还附有保护膜,贴心又智能。
显示屏的左侧内置一个使用胶塞保护的LED照明灯,其配备三档亮度调节模式,分别为1W输出功率的低亮模式、3W输出功率的高亮模式,和3W输出功率的SOS闪灯模式。可在长途自驾、户外露营时当作应急备用灯、救援灯使用。
户外电源面板左下方是两个均支持QC 3.0协议的USB-A端口和两个支持最大100W输出USB-C端口。
户外电源面板右上方是支持DC 12V 10A输出的车充接口,可为车载电瓶补电。
户外电源面板右下方是两个国标AC输出端口,不仅贴心设有防触安全门,AC输出端口带地线,使得安全性更高。
值得一提的是,电小二户外电源1000 Pro的数显屏、DC输出、AC输出及照明灯都设计了单独开关,人性化设计一方面降低误触风险,另一方面也能降低电量消耗。
户外电源背面左边有详细的产品参数和标签,用户可了解电源相关细节。而上方的产品序列号可供用户查询真伪。
户外电源背面右边是电源输入端口,它有两种充电方式:可采用光伏直流输入,也可采用220V交流市电输入。此外AC端口还有一个最大10A的保护电流,防止电流过大而引起热失控的风险。
户外电源底部配备四个减震塑胶垫,官称满足9级防震要求,可减少震动及意外跌落而造成对设备的损伤。
电小二户外电源1000 Pro重量约为11.5Kg。与同类产品相比,携带更为便利。
电小二户外电源1000 Pro实际测量长度为33.7cm,实际测量宽度为25.8cm,高度从底部塑胶垫到顶部最高点为25.0cm,总体尺寸为:33.7cm*25.8cm*25.0cm。
小结: 电小二户外电源1000 Pro整体采用黑橙设计,并且外壳采用美国UL94标准的V-0级防火材质(防火等级分为HB,V-2,V-1、V-0四个等级,HB等级防火阻燃最低,V-0等级最高,安全性更好),再配合9级防震系统、及符合UL安全跌落标准的结构设计,使用时给予用户更全面的安全防护。 二、兼容性
为适应不同人群的使用需求,市面上不同数码产品的充电方案不尽相同,由此衍生出了不同充电协议。如:HUAWEI协议、QC协议、PD协议、Apple2.4协议等,那么一款优秀的户外电源的适用范围应该尽可能覆盖更大多数人群需求。
测评中心实际测量到电小二户外电源1000 Pro的USB-C端口兼容协议:FCP、SCP、AFC、QC3.0、PD3.0、SAM;测得另外一个USB-C端口兼容协议与之相同。
测得USB-A端口兼容:Apple2.4A协议、QC2.0协议、QC3.0协议、Samsung协议、Huawei-FCP协议,测得另一个USB-A端口兼容协议与之相同。
当其为支持65W快充协议的Lenovo 小新 Air 14 TL2021笔记本电脑充电时,它的充电功率可以达到约38W,足以见得其满足电脑的快充要求。
当它为iPhone 13 苹果手机充电时,充电功率可达到约19W,足见其兼容苹果充电协议。
当它为额定输入为65W的无人机电池和配套充电器供电时,AC输出端可达到63W输出功率,对于较小功率的同类产品也完全兼容。
对于小功率的电器,户外电源1000 Pro也可轻松支持,而对于大功率电器输出功率实测可以达到约1100W。
小结: 从上方测试和实际表现来看,电小二户外电源1000 Pro整体输出表现非常出色。DC输出端口部分可轻松兼容大部分快充协议,AC输出端口可支持0~1100W左右的输出功率的电器。若超出这个范围,电源会启动自动保护,建议用户在使用前仔细阅读说明书以获取更好的使用体验。综上,这款产品在适用1000W以下设备表现方面评分可给10分满分。 三、安全性
用户选择户外电源最关注的莫过于安全问题,一款优秀的户外电源在最基本的安全性方面应至少关注:输出短路、输出过载的保护机制,及实际使用中合理的噪音情况。
将电小二户外电源1000 Pro以额定输入参数充满电之后, USB-C端口外接电子负载设置0.1Ω短接正负极1h,结束后再以额定输入参数充电30S观察其现象,通过多轮试验,测评中心发现短路之后,直接进入保护状态,恢复正常带载后仍可正常工作。
以额定输入参数充满电,将USB-A端口外接电子负载设置0.1Ω短接正负极1h,结束后再以额定输入参数充电30S观察其现象,通过多轮试验,测评中心发现USB-A端口,直接进入保护状态,恢复正常带载后仍可正常工作。
通过测评中心实际测量发现,电小二户外电源1000 Pro在过载保护之后上面显示故障F6字样(查询说明书F6代码在移除负载或者拔掉插头可自行恢复,属于正常警示符号),待正常带载时恢复正常工作。
这款电小二户外电源1000 Pro标称是纯正弦波输出,测评中心通过试验发现确实为纯正弦波输出。恒压正弦波稳压输出,符合国标GB12325-90/GB4943.1、日本电力业务法、美国UL2743/ANSI C84.1-2016/UL60950、德国IEC60950/IEC62368-1各个国家行业标准。
在实验室内,在对手机以15W充电时,最大噪音为40.4dB,接近日常环境声音,远低于80dB,几乎没有任何噪音。
在对无人机电池以65W充电输出是最大噪音是52.2dB,与一般室内噪音相当。
在对小家电以449W的功率输出最大的噪音为53.3dB,与一般室内噪音相当。
小结: 通过对这款户外电源进行输出短路、输出过载及正常充放电情况测试,可判断这款户外电源在输出端口上至少有双重保护机制;而噪音测试对比可看出这款户外电源的内部智能化管理比较优秀;而纯正弦波AC输出端口则可说明内部电路设计特别成熟,纯正弦波可在使用中不伤电器增加使用寿命。所以这款产品在安全性方面评分为9.5分。 四、产品续航
一款优秀的户外电源,持久的续航能力是基础必备。接下来我测评中心将通过从充电速度、转换效率及不同输出功率下的使用时间来测量这款户外电源的实际表现。
根据测评中心实际测量发现在以市电输入电压为228.3V、输入电流为3.4A、输入功率为768.1W充电时,它的显示屏上显示输入功率为738W。
以市电充电时实际从0%到100%用时1小时47分钟、用电约1.05度,并在充电达到80%之后充电功率会逐渐减小,充满电之后会自动断掉对电池的充电;但仍有一个充电待机功耗,功率为3.33W,电量减少之后会自动补电,智能化充电管理大大增加了电池组使用寿命。
转换效率是指有效输出能量与电池或电池组的额定输出能量的比值,转换效率越高,能量转化率也就越高,损耗也就越少。我们以USB-C输出端口最大输出20V 5A 100W为例,通过测评中心实际测量,发现这款户外电源以20V 5A的额定输出可持续放电能量为832.3Wh,转换效率约为83.1%。
在实际使用中能使用多少时间取决于使用电器的输出功率,测评中心分别以直流最大输出和交流最大输出为例:通过实际测量监测到在USB-C以最大输出功率约100W放电时,可持续放电8小时38分钟。
小结: 通过实际测试我们发现这款户外电源1000 Pro的充电速度非常快,最大800W功率输入1小时47分钟充满。在户外使用光伏充电其充电速度取决于太阳能的强弱,最高也可到800W输入功率。转换效率在直流最大输出100W的功率下可到83.1%,能量转化率特别高,这说明在内部电路的设计上没产生过多损耗,且内部都是真材实料。 在实际使用中,可能存在多种充电组合充电,具体使用时间是要以实际输出功率为准。这款电源还支持边充边放。关于电源续航能力评分可达到9.8分。 五、产品拆解
一款优秀的户外电源的安全性与其成熟的电路设计及高标准的选材分不开。
拆开电小二户外电源1000 Pro,内部线缆布线整齐且均通过美国UL认证,同时配有磁环可减少电磁干扰。内部由BMS电池管理板块、双向逆变板块、输出板块、直流充电板块以及电池组五大模块组成,除了电池组外的每个模块都涂有三防漆,可提供基本的绝缘、防尘、防水、防潮、防老化等作用。
一般来讲,没有三防漆的PCB板表面较为粗糙。下图清晰可见各板块表面光滑有反光,这是有三防漆的典型特征。
通过对电源内部结构观察发现,这款户外电源内置四个风扇和采用强制对流散热设计的对流散热器,通过一侧风扇不断从外界获取环境温度,内部对流散热器从另一侧风扇不断排出内部热量,达到高效智能降温效果。 (电源内部结构)
而逆变板与传统的内置适配器或外置适配器不同,采用最成熟的双向逆变器加整流器来实现双向逆变,既可交流转直流又可直流转交流,可减少能耗降低成本,又能实现大功率输入。同时可同步实现AC端口边充电边放电。 (逆变板)
逆变板背面垫有黑色塑胶垫可以减震增加绝缘距离。 (逆变板背面)
下图块板主要用于光伏或适配器直流输入、车充的输出以及对直流输出主板供电,由于光伏充电最大能达到800W功率,所以它上面设有对流散热器和风扇用来散热。
户外电源内置的BMS保护系统模块,通过信息采集模组实时传输电池的电压、电流、温度等一系列的参数到这块板上面的主控芯片MCU,再通过内部的软件分析可以判断是否发送动作指令,一旦电池状态达到了主控芯片预设的动作值,就会立即停止工作以保护产品的安全。 (BMS的保护模块)
(BMS的信息采集模模块 实时监控电池组的状态并反馈给主控芯片)
这款户外电源除了BMS保护板进行一重保护,还有逆变器自身保护、主板检测保护,三重保护机制对户外电源起到多重保护作用。
户外电源的主板正面既有整机的主控元器件也有控制协议输出的协议芯片,它的USB-A和USB-C端口能否实现产品信息上的额定电压、电流输出,除了相应的升降压电路外,最关键的就是协议芯片。 (主板正面特写)
户外电源的主板背面主要是一些滤波电路和数据采集模块以及各个板块的接口,产品的设计之所以要搭配滤波电路的原因就是要尽可能减小经过逆变的直流电压中的交流成分,保留其直流成分,使输出电压纹波系数降低,波形变得比较平滑。 (主板背面特写)
内部电芯采用的是三星大功率INR18650-29E三元锂电池,现在市面上的户外电源内部电芯基本上以三元锂和磷酸铁锂为主。三元锂电池正极材料采用的是镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂三元正极材料,优点是低温性能好、能量密度高、外观小巧轻便,能量密度可以达到300Wh/Kg;磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池,优点是稳定性好、循环寿命长,但也存在低温性能差、能量密度相对较低的缺点,目前磷酸铁锂电池的能量密度约可以达到210Wh/Kg,这两种材料在新能源车企也较为常见,不少能源车高端车型选用三元锂,三元锂的成本要比磷酸铁锂更高。 (三元锂电池组)
小结: 通过对这款户外电源的拆解发现在安全方面,其共设置了三重保护:BMS保护、逆变器自身保护、主板检测保护,使得安全更有保障;散热方面,则采用行业领先的智能温控系统强制对流散热设计高效散热;性能方面,采用双向逆变技术可减少能量损耗,并配备多协议兼容芯片兼容市面上大多数电子数码产品。整体来讲电源内部选材讲究,电路设计工艺成熟,关于电源安全设计和产品工艺,可以给到9.8分。
我会重要提醒:电源产品内部构造精细,拆机易造成使用故障,建议非专业人员不要拆机。
总结 作为市场新品类,在头部品牌Jackery电小二的积极推动下,户外电源的行业标准正在逐步完善。我会通过对Jackery电小二1000 Pro为样本进行全方位测评,相信大家对一款优秀户外电源评判标准有了初步理解。 一款优秀的户外电源至少要满足以下要求: 1 出色的外观设计 视觉上简洁大气又具品牌辨识度,使用时需方便易用好操作,出行时要方便携带收纳。 2 高效的充放电方案 在户外电源自身充电方面,应至少支持两种充电方式即AC市电和光伏充电;在放电方面,应兼容市面上大多数电子产品,且输出端口应至少支持两个AC输出、两个USB输出,包括USB-A、USB-C和一个DC车充补电输出来满足不同场景的需求。 3 多重安全保护系统 在电池保护方面至少要有双重以上保护,这样在一重保护由于不确定因素失效时,还能有另一重保护发挥作用,保障用电安全。
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