随着iPhone10周年的日子越来越近， 关于iPone8的传言也越来越多，越来越真切。其中一个就是，苹果准备大幅度提升它的电池容量，而且更多的供应链消息传出， 会采用双电芯。像这样？
这么丑，苹果宁死也不会这么干。
为什么要改呢？看看苹果的iPhone6s在海外网站的评价：
美国吃瓜群众只给iPhone6S 4星，右边三条意见，怨怼最多的一条就是电池不耐耗，大家都有体验，早上充满出门，想用到晚上，必须省吃俭用。大微信不支持动态图的缺陷仅仅屈居第二。其实用户已经很宠爱苹果了，除了电池续航时间短这个地球人都知道的问题，iPhone冬天室外无法使用，动辄自动关机的毛病一直都有，甚至到了iPhone6s愈演愈烈。甚至又流言说以后东北人不准用iPhone8，不然影响苹果的光辉形象。 幸亏果粉有感情， 不然早就酿成公关灾难了。
iPhone不能在寒冷的冬天使用，究其终极原因，就是因为电池容量小：iPhone7只有1960mAh，体积小，热容量也小，环境温度一降低， 内阻马上就急剧上升，基于Impedance Track阻抗跟踪算法的电量计量计给出的可用容量急剧趋近于零，为了保护iOS内部尚未保存的数据，手机不得不紧急关闭，用剩余电量在后台保存数据。
对比iPhone6s和iPhone6sPlus， iPhone7和iPhone7Plus，大容量的plus版本问题轻得多，这是非常明显的证据。果粉如果不相信的话，请私信或留言，收到回复多了，我们单开一文， 彻底掰乎掰乎iPhone6s的关机门，我有铁证在手啊。
好了，花开两朵，单表一枝。 我们回到iPhone8采用双电芯的猜想。先看看iPhone7电池，3.8 V, 1960 mAh和iPhone7plus的电池3.8V，2900mAh。下图是iPhone7Plus的电池
长条形的电池最大的问题是，远端输出的电流要走过长长的内部集流线，增大了内阻， 其次是手机内部有部件发热，长长的电池必然面临不同区域的温度不均衡，导致电池过早老化， 内阻上升在寒冷地带。第三，同体积长条形的电池表面积比正方形电池的表面积大，散热更快，温度下降也更快。
国内手机厂商一般都采用比较方正的电池，比如下图的小米6，3350mAh，12.9瓦时，这样的容量和结构，很容易把电池的内阻做得很低。
苹果为什么不改成小米这种电池呢？因为苹果主板iPhone6s是这样子的：
iPhone6sPlus是这， 样子的：
iPhone7sPlus也大同小异， 是这样子的：
有时候你不得不赞叹，苹果手机内部的结构精密，但有时候也会怀疑人生，苹果手机同等大小屏幕三围不比别人小，为什么电池就做不大呢？比较小米6和iPhone7，你就会发现小米6采用了三段式架构，主板 电池 副板，三个板块之间用电缆和连接器相连， 这样做的好处是每个板的刚性高，空间利用率高，电池容量大。
长的筷子容易折断，短筷子折不断，兄弟要齐心，同学要团结，这是我们在幼儿园就学会的道理。所以，中框弯曲一直是苹果的大敌。但是苹果不这样做，当然也有自己的道理。三段结构的刚性好，电池容量大，内阻低，但是内部连接器就必然增多。根据瀚决手机第一定律，手机的故障率和活动部件数量的平方成反比。（有想问瀚决手机第二定律的吗？）
苹果一向把质量看成自己的生命线，一定不会为了冬天提前关机这样的问题接受故障率增高的解决方案，用很正常的推论，iPhone8会采用双电芯。一个异形电芯和一个标准矩形电芯并联。前者充分利用手机内的各种奇怪空间，扩大容量，后者用最适宜的尺寸得到最大的容量。
那么问题来了，串联还是并联呢？ 容量不同的电芯能够串联或者并联吗？容量不同的电芯能够串联或者并联吗？容量不同的电芯能够串联或者并联吗？重要的问题问三遍。
过去我们被无数的科普文章教育，电池容量不同不能混用。这是真的吗？
把两个水桶并联串联使用，没有任何问题。对于不同电量（注意，电量和容量是不同的概念，电量相当于油箱里面的油，容量相当于油箱的最大容积）的电池的确不能串联使用。
如同上图，如果串联的电池电量相差悬殊，电量低的电池有可能率先达到0V，进一步放电从而出现电压反转，这对于任何电芯来说有漏液的风险，损坏的风险甚至爆炸的风险。即使从经济角度来看，一个电芯电压趋近于零，整个电池组输出电压往往不能维持系统工作，即使其他三个电芯依旧有大量的电量，造成极大的浪费。因此，串联电池的容量都是经过千挑万选，唯恐不能识别那些容量异常分子。
但这些电量不等的电池能够并联使用吗？设想一下下图。
你的电路老师在家要锤地板了。电流源禁止串联，电压源禁止直接互联！为什么？理想电压源之间的压差会在你互联的一瞬间产生无限大的冲击电流，毁天灭地。
有执着的童鞋坚持说，上面的禁止是因为电压不等，那么电压相等或相近，且有一定内阻的电池能并联吗？它们不会互相充电导致无限大电流。
对于一次电池，就是不能充电的电池，由于电芯间任何轻微的电压不平衡，出现A电池对B电池的充电，而B电池又不能接受充电，电量白白地损失了。如此的情况反复出现，贯穿始终，最后实际使用的电量远低于单体电量的和。并联使用非常不经济，大概也是这个原因，大家形成了一个印象，就是容量不同的电芯不能并联。
但对于充电效率接近100%的锂离子电芯来说，上面的担心不存在了。就好像电容可以任意并联一样，葫芦娃兄弟可以自如地彼此互相充电，而且这种浅充浅放几乎不影响电芯的寿命。
还有不服的兄弟，看下表：
300次深充-深放循环保留了86%以上的容量。 数据出自：《广州化工》2010年38卷第3期
上图是用1C，也就是和容量成正比例的电流来测试容量， 真实使用的时候，电流不变，等于放电速率降低到0.5C率，容量衰变会变得更加慢（等同于工资加倍，没有开支不变， wife/GF2.0和你吵架当然变少了，生活更和谐）。
好了，解决了能不能并联的问题，我们可以期待两个并联电池在iPhone内，一直一弯还是双弯，我们可以期待：
接下来是如何充电的问题。充电无非快和好的问题， 最多加上安全和电池寿命。
先看两个表格：
天生骄傲的iPhone在充电速度上被人按在地上猛揍。知耻近乎勇，矣乎哉也。
到了iPhone8该怎样一雪前耻呢？
对手又进化了。有的凶猛对手真是凶残，小米Max2采用了5300mAh的电池，金立M2017更是高达7000mAh，充电峰值功率更高达23.49W。它们的充电都采用了两个充电芯片并行充电的模式，支持高通Quick Charge 3.0快充方案（小问题：骄傲的金立，没有敢用两个容量不同的电芯，为什么呢？）。
高通已经宣布的QC4.0更是惊人：15分钟内把2750mAh的电池从0充到50%。
能这么快充电，离不开超高效率的电压转换。因为24W的充电功率，即使效率高达90%，仍旧有2.4W变成了热量，在狭小的手机内部造成的温升很容易影响电池的寿命， 乃至充电安全。
苹果过去的交流适配器无论是iPhone还是iPad都是5V输出的，区别是iPhone配备的是5V1A的龟速充电器，而iPad配备的是5V2.4A的12W充电器。聪明的童鞋挪用iPad充电器给iPhone充电，偷了一点时间，对此Apple官方予以赞赏。我们做一个假设， iPhone8plus的电池容量提升到3800mAh，交流适配器不做改变行吗？
答案是不行的。看下表，这是Apple原厂充电器和原厂Lightning线材在同一个充电环境下测出的表现。
|
产品名称 |
线长cm |
输入电压(V) |
输出电压(V) |
电流(A) |
压降(V) |
线阻(mΩ/cm) |
|
OEO81372 |
26 |
4.9735 |
4.8419 |
1.0008 |
0.1316 |
5.1 |
|
Homtime O2 |
93 |
4.9736 |
4.7845 |
1.0002 |
0.1891 |
2.0 |
|
i-gota ASIP6MF—01 |
97 |
4.9736 |
4.7585 |
1.0002 |
0.2151 |
2.2 |
|
LTNLab LLAB-B10 |
98 |
4.9736 |
4.7571 |
1.0003 |
0.2165 |
2.2 |
|
PQIi-Cable Metallic 100 |
95 |
4.9735 |
4.7540 |
1.0001 |
0.2195 |
2.3 |
|
amber岁宝ALT-U01 |
112 |
4.9737 |
4.7400 |
1.0000 |
0.2337 |
2.1 |
|
Hawk浩客04-HRL120BK |
116 |
4.9735 |
4.7355 |
1.0002 |
0.2380 |
2.1 |
|
Power4 WPL023 |
97 |
4.9737 |
4.7080 |
1.0002 |
0.2657 |
2.7 |
|
Apple原厂传输线 |
100 |
4.9736 |
4.6867 |
0.9998 |
0.2869 |
2.9 |
|
InnFact橘色闪电快速充电 |
100 |
4.9736 |
4.6581 |
1.0000 |
0.3155 |
3.2 |
|
zmi紫米AL821 |
100 |
4.9736 |
4.5860 |
1.0005 |
0.3876 |
3.9 |
|
易触磁吸双向正反插数据线 |
96 |
4.9735 |
4.3650 |
1.0022 |
0.6085 |
6.3 |
以原厂1A充电， 线材压降0.28V，假定2.4A，压降增加到0.682V，线损1.61W，导线会明显升温，有懒人在床上充电更是有火灾的危险。摆在苹果面前的选择不多：增加电压，增加握手协议，走类似于高通的QCx.0路线，走类似于OPPO的路线，还是用5V大电流路线，暴力增加线缆粗细。
To be high or to be fat，哪个是你的选择？
苹果的选择不难猜想。采用类似高通路线，只需要原来的充电管理能在18V工作以及有协议握手接口。这两条苹果都是轻车熟路。在iPhone6s和iPhone7系列里面，苹果已经采用了源自TI定做的专有产品来做充电管理，在它的充电电缆里面，也采用了身份识别芯片。
下图是iPhone6s的充电电路，已经确认，其中的SN2400AB TIGRIS CHARGER就是德州仪器生产的，基本上就是BQ25601的
马甲增强版，加上了电量计量芯片的接口。
这种架构都是先把外部的高电压比如5~18V用DC-DC的方法转换成低电压，在苹果的设计中是4.3V，由这个4.3V作为系统电源轨再给电池用线性模式充电。TI公开销售的标准版本BQ25601的设计是支持Narrow VDC模式的，就是上图的红圈部分不再是固定的4.3V， 而是浮动电压轨，电池电压低于3.5V时，系统DC-DC输出是电池电压 0.18V。这两种模式各有优缺点，前者在充电的时候系统电压稳定，缺点是充电初期的效率低，对电池的充电电流也不能太大。后者的效率可以超高，峰值效率甚至可以超过95%，适宜大电流充电，但不可避免地纹波略高。
Narrow VDC还有一个重要的优点，就是可以支持睿频。这个技术最早是Intel倡导的，用在笔记本电脑上，在启动或其他需要峰值计算的时候跳高频率，需要超过100W的峰值功率，这个功率超过了交流适配器的额定功率，输出电压轻微下滑，大小和电池差不多，这个时候电池恰当地提供电流，几秒钟之后回复正常充电。这个技术不需要使用笨重昂贵地大交流适配器，但提供大得多的峰值功率支持。英特尔把自己的技术称为“酷睿”，又冷又聪明，揭示了问题的关键，可惜过去很多人不知道， 如同黑夜中抛媚眼，如同衣锦夜行， 一叹。
即将随iPhone8发布的A11，如果它的性能还是保持原有的步伐，将是A10的1.4倍以上， 一般预测峰值功耗会超出10W，12W交流适配器也很难在给电池充电的时候同时支持全速运行，采用类似于NVDC的技术在所难免。如果苹果顽固地拒绝NVDC怎么办呢？ 大电流充电必然带来大量的散热。一个新的架构可以帮忙：
上述的级联主从架构可以参考。主充电器可以和交流适配器完成握手，把5~18V电压转换成4.3V，并设置一个较小的充电电流， 协助充电。辅助充电器可以全速充电，这是4.3V到3.0~4.2V的DC-DC转换，峰值效率几乎可以高达98%，两级合计峰值效率也可以轻松超过95%， 从而大大降低热耗散。双充电还有一个好处，就是发热被分散在两个DC-DC转换区域，容易散热。金立M2017和小米Max2都采用了双充电架构，个人猜测就是采用了这种级联架构。
文章再长，终有一别，又到了说再见的时间。在说再见之前，我们总结一下本文的三个关键点， 三点一点都不能少：
1. 不同容量的电芯可以并联，但电压差要尽可能小
2. 大功率充电可以采用NVDC架构，又酷又睿
3. 级联架构实现双充并行
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