拆解UGREEN“液冷”移动电源MagFlow Pro 10000mAh:主动液冷究竟起了多大作用
イチケン / ICHIKENイチケン一般不做移动电源评测,这次却专门买来UGREEN MagFlow Pro 10000mAh。原因是这款磁吸式移动电源内部装有主动液冷机构,通电后能看到里面的液体开始流动。视频的重点不在充电性能,而在拆开外壳,看这套散热结构如何布置、热量从哪里产生、液冷模块实际承担了什么角色。イチケン提到,之前拆过的REDMAGIC智能手机也用了类似的冷却机构。
按照产品说明,这款移动电源除了主动散热,还用铜箔和铝壳辅助散热。厂商称,得益于这种冷却方式,无线充电时温度比其他公司产品低约10℃,约为36℃。
外观与基本规格
机身自带一根充电线,可以兼作挂绳。另外还有一个USB-C接口。两者都标有“IN/OUT”,既能给移动电源本身充电,也能给其他设备供电。USB有线最大输出45W,最大输入30W,无线充电最大输出25W。多个端口同时使用时的功率分配,视频中以图表展示。
机身背面是支持Qi2标准的无线充电面,最高25W。イチケン实际测试Qi2充电,确认能输出25W。此时电池侧的输出约为29W,也就是说大约有4W损耗。イチケン解释说,无线充电要经过线圈传输,效率不如有线充电。无线部分只能输出,不能通过它给移动电源本身充电。侧面还有显示屏,可以查看剩余电量和充电状态。
最受关注的主动液冷系统,会在开始给其他设备充电时启动。液体流动时有明显的动态效果,看起来有种凉意。资料上写明液冷系统功耗为0.02W,可以用极低的功耗运行。
为什么采用两节电池串联
电池由两节5000mAh电芯串联而成,容量39.2Wh。イチケン指出,现在采用两节串联的移动电源越来越多。原因在于USB设备大多支持USB PD,通常用9V、15V或20V左右充电。如果电池电压低,升压比就大,移动电源内部转换电路的功率损耗往往也更大。所以厂商宁可把电池串联,也要尽量提高电压,好让更多能量真正用于充电。
温度实测:41℃而非36℃
イチケン测量了以25W连续无线充电时的温度。为了让无线充电稳定运行,测试使用了Qi2触发设备,室温25℃。结果最高表面温度约为41℃,高于UGREEN公布的36℃。
イチケン认为,差距来自实验环境的不同。UGREEN测试时用的是iPhone 17,而给iPhone充电时,应该不会一直维持25W的无线功率。所以イチケン推测,两者的温差大概有几度。
温度分布相当不均匀。最高点41℃,中央部分约35℃,相差约6℃。イチケン推测,最热的位置里面装有把电池电压转换给无线充电使用的转换电路。无线线圈那一面的线圈部分也发热严重。这次的Qi2触发器通过外部电子负载消耗电力,所以イチケン判断,这里的发热纯粹是线圈部分的电能损耗。
价格与性价比
イチケン购买时价格为18,980日元,拍摄时已降到14,180日元。这款产品配备约40Wh电池,支持Qi2 25W无线充电,还带主动冷却装置,但イチケン仍觉得价格偏高。他们说自己本来就是为了拆解才买的,老实说性价比并不高:性能略高于平均水平,价格却高出更多。イチケン的建议是,UGREEN还有其他支持Qi2的移动电源,选那些性价比会更好。
拆解:外圈是铝,不是树脂
イチケン原本打算用超声波切割刀拆外壳,但切的时候感觉明显不对劲。重新确认后发现,机身外圈一周是铝制的。因此改用切削的方式拆开。
拆开后可以看到结构:铝制框架绕机身一圈,底座是树脂,里面装着充电电路,最上面再盖一块盖子。イチケン认为,外框用铝导热性好,比树脂更合适。移动电源和USB充电器不同,表面温度约40℃,是人手可以承受的金属温度。而且移动电源不接市电,电压最高约20V,所以用铝也没有问题。
从机身伸出的那根USB线,内部走的是柔性印刷电路板,焊接在转换电路板上,再通过连接器连到内部电路板。
电池与电路板模块
内部的主体是电池单元和印刷电路板合为一体的模块,背面装着Qi无线充电的发射线圈。电路板上集中了各种充放电控制电路、电力转换电路和Qi线圈驱动电路,所以发热较多,这也和前面热成像中这一区域经常发热的结果一致。
电路板由两片组合而成,中间夹着硅胶导热垫。イチケン认为,这是为了让热量均匀扩散。Qi线圈的导线沿着外壳布置,位置正好对应热成像中局部发热的地方。イチケン的看法是,要通过无线线圈传输高达25W的功率,终究需要流过足以产生一定热量的电流。
用途不明的柔性电路板
这一面还有一块用途不明的柔性电路板。树脂框架上也刻有容纳它的凹槽,所以イチケン认为它应该有某种作用,但并不清楚具体是什么,希望知道的观众在评论区留言。
散热路径:海绵隔热,铜箔导热
主动液冷模块装在电池电路板模块上方。热成像显示,发热的正是电路板所在的部位。按设想,这里的热量会传给液体,再在长长的水道中冷却。
但イチケン发现,液冷模块和电池电路板模块之间贴着一层含气泡的海绵。空气隔热性能好,所以这种结构反而让电路板的热量难以有效传到液冷模块。
最后盖上的盖子内侧贴着相当厚的铜箔。イチケン认为,它的作用是在海绵形成空气层的情况下,仍然把电路板的热量传到液冷模块,让热量在铜箔覆盖的范围内充分扩散。此外,外壳本身也承担散热。
与宣传图的差异
イチケン对照了UGREEN发布的宣传图。只看图片,他们原以为铝制外壳里面还有一块铝板。实际拆开并没有,只是外骨骼部分是铝,所谓“铝壳”应该就是指这个。液冷槽和预想的一样。铜箔在示意图中看起来像均热板,实际上只是铜箔,不过图上标注了“示意图”。
关于散热设计,イチケン说自己没有做过验证,所以不下定论。但他们认为,如果去掉液冷部分,让设计更简洁,改用铜箔、石墨片、硅胶填充材料等组合,尽量扩大散热面积,热传导效果或许会更好。同时イチケン也承认,实际问题没有那么简单。外观的新颖感、技术上的卖点,以及营销方面的考量都掺在里面,这大概就是采用这种冷却结构的原因。
液冷模块的内部结构
イチケン仔细观察了主动液冷部分。其中一块是泵,从背面看一目了然,其余部分都是水道。运行时,有的流道液体流得快,有的流得慢。泵出口处有一个汇合点,汇合后仍是一条水流较急的水道,之后流速会变慢。接着无论快慢,水道都一路笔直延伸,最后在一段弯弯曲曲的部分绕行,再流回泵里。
泵周围有很多发热部件,正下方就是印刷电路板,所以热量会传到液体里。热成像显示,刚从泵里出来的液体温度较高,沿水道往左流动后温度就下降了。在移动电源充放电时,这一面也会变得相当温热。イチケン因此觉得,热量或许比预想中更多地被带走了。
泵的类型与内部液体
イチケン不清楚泵的具体类型,推测是压电元件。泵有3个端子,他们把其中一个作为公共端,用探针分别测量另外两个端子的电压。结果电压相当高,峰值接近100V。从这个工作电压来看,イチケン认为很可能是压电泵。
内部液体方面,イチケン起初以为白色部分是气泡,但把画面并排看,白色部分在向下移动,所以似乎不是气泡。看起来绿色的部分是液体,イチケン推测白色部分是比它更重的另一种液体。
结语
イチケン最后表示,移动电源的散热正从传统的被动散热转向主动散热,这似乎会成为一种趋势。Anker也已经发布了强制风冷式的移动电源。至于这款产品的液冷机构在实际散热中贡献有多大,イチケン没有做过对比验证,没有给出定论。
本视频由JLCPCB提供。你好,今天我买到了一款很有趣的移动电源,下面将进行拆解评测。UGREEN MagFlow Pro 10000mAh,这是一款磁吸式移动电源。平时我尽量不做移动电源的评测,但由于该产品搭载了一种有趣的散热机构,我决定进行拆解评测。
像这样开始充电后,移动电源里有什么东西开始动了。接通电源后,里面就像这样开始有东西动了起来。该产品通过在内部循环液体,采用了主动冷却方式。之前拆解过的REDMAGIC智能手机也配备了类似的冷却机构。
在产品说明中,除了主动散热之外,据说还采用了铜箔和铝壳进行散热。或许正是得益于采用了这种冷却方式,在进行无线充电时,温度比其他公司产品低约10℃。他们声称温度会达到36℃左右。这次与其说是作为移动电源的评测,不如说是着眼于内部结构的拆解评测。
在此之前,先来介绍一下今天的赞助商。如果想低成本制作印刷电路板,JLCPCB还是相当值得推荐的。说到印刷电路板,人们通常会想象这种绿色的硬质基板,JLCPCB也能生产柔性电路板。在可穿戴设备和更灵活的部件布局中,柔性电路板几乎已成为必不可少的组件。
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在进行拆解之前,先简要介绍一下外观和功能方面的情况。该设备原本就配备了一根充电线,像这样也可以作为挂绳使用。此外,还配备了一个USB-C接口。两者都显示为“IN/OUT”,既可用于给移动电源本身充电,也可用于给其他设备充电。
USB数据线的最大输出功率为45W,最大输入功率为30W。无线充电的最大输出功率为25W。在使用多个端口时,关于充电功率,请参见下图,请暂停一下并确认。
机身背面设有支持Qi2标准的无线充电端口,支持最高25W。实际试用Qi2充电时,可以看出,确实成功提取了25W的功率。当输出功率为25W时,电池输出功率大约为29W,因此似乎有大约4W的损耗。因为是通过无线线圈充电的,所以该部分的效率不如有线充电高。顺便提一下,无线部分仅涉及输出,无法通过此端口给移动电源本身充电。
此外,侧面还配有显示屏,可以查看剩余电量和充电状态。果然最让人在意的是主动式液冷。当开始为其他设备充电时,主动液冷系统开始运行。因为有动态效果,所以给人一种凉意。顺便提一下,资料中记载液冷系统的功耗为0.02W,据说它能够以极低的功耗运行。
关于电池,由两节5000mAh的电池单元串联而成,39.2Wh。如今的移动电源,采用两组串联电池的产品越来越多。这是因为USB设备大多都支持USB PD充电,通常使用9V、15V或20V左右的电压进行充电。此时,如果电池电压较低,升压比就会增大,移动电源内部转换电路产生的功率损耗往往会变大。因此通过将电池串联起来,尽可能提高电压,尽可能增加可用于充电的能量。
此外,还测量了充电时的温度。这是通过无线充电以25W功率连续工作时的温度。为了确保无线充电的稳定运行,这次使用了Qi2的触发设备。室温为25℃。这是实验结果:最高表面温度约为41℃。
虽然UGREEN公布的实验结果显示为36℃,但这是由于UGREEN的实验环境与Ichiken的实验环境不同所致。在UGREEN进行的温度测量中,使用的正是iPhone 17。而且给iPhone充电时,毕竟应该不会一直以25W的功率进行无线充电,所以我想温差大概会有几度左右。
再来看看温度分布,相当不均匀。最高温度为41℃,中央部分的温度为35℃,存在约6℃的温差。在最热的部分,我推测里面可能装有将电池电压转换为无线充电所需电压的某种转换电路。
接下来,我们来看一下装有无线充电线圈的那一面,线圈部分发热很严重。本次使用的Qi2触发器,由于电力消耗是由外部电子负载产生的,因此这里纯粹是线圈部分的电能损耗产生的热量。
在最后拆解之前,我们也来看看产品价格。我购买时价格为18,980日元,目前价格进一步下调,现为14,180日元。配备约40Wh电池,支持Qi2 25W无线充电,即使配备了主动冷却装置,我觉得这个价格有点贵。我买它本来是为了拆解的,但是说实话,我觉得它的性价比并不高。在性能方面,虽然表现略高于平均水平,但成本甚至比这还要高。
UGREEN还推出了其他产品,还是购买其他支持Qi2的移动电源比较好,我认为这应该是一个性价比较高的选择。在简介栏中还汇总了其他产品的链接,感兴趣的朋友不妨看看。
那么,我们就开始拆解吧。虽然是用超声波切割机进行拆解,但在切割外壳的时候,总觉得有种强烈的违和感。重新确认后发现,机身外侧一圈由铝制成。因此,我们采用的是削切方式进行拆解,而非使用超声波切割机。
这就是拆解后的移动电源。这就是铝制框架,大概是这样的,绕了一圈。底座部分是由树脂制成的,里面装有充电器的电路。铝制框架是这样的,该结构的设计是在上面再加盖一个盖子。
外框部分是铝制的,所以导热性很好,应该比树脂更适合吧。与USB充电器不同,其温度较低,约为40℃,这是人用手触摸金属也能承受的温度。此外,关于电压,移动电源不连接市电,电压再高也大约20V,所以我想这意味着使用铝也没问题。
从主机上伸出的USB线,内部采用柔性印刷电路板,已焊接在转换电路板上。该连接器用于连接内部电路板,正是内部电路板上的这一部分。
关于内部电路,情况如下。电池单元与印刷电路板合二为一,这就是所谓的移动电源的主体部分。此外,背面还设有Qi无线充电的发射线圈。
这块印刷电路板上搭载了各种充放电控制电路、电力转换电路、Qi线圈的驱动电路等,所以发热还挺多的。看刚才的热成像画面,这一部分也很热。印刷电路板由两片组合而成,其结构设计为在两者之间夹入硅胶散热片,看来其目的是将热量均匀分散开来。
Qi的线圈导线是沿着外壳敷设的,这与刚才热成像画面中局部发热的部位相符。如果通过无线线圈传输高达25W的功率,那么看来还是需要让电流流过,达到能产生一定发热的程度才行啊。
这一面有一块神秘的柔性电路板,其具体作用尚不清楚。在树脂框架一侧也刻有用于容纳柔性电路板的凹槽,所以虽然我觉得它应该还是起着某种作用的,不过我不明白。如果有懂的人,请务必留言,我会很高兴的。
在这个电池印刷电路板模块的上方,将安装主动液冷模块。热成像显示发热的部位,正是印刷电路板所在的这一部分。将该部位产生的热量传递给液体,难道说是在这条长长的水道中进行冷却的吗?
不过,这个主动式液冷模块和电池印刷电路板模块之间,贴了一层带有气泡的海绵。由于空气具有良好的隔热性能,因此其结构使得该印刷电路板部分产生的热量无法有效传导至主动液冷模块。
最后盖上这个盖子,盖子的内侧贴有一层相当厚的铜箔。虽然海绵形成了空气层,但印刷电路板部分的热量仍会传递到液冷模块上,目的是将该部位的热量在覆有铜箔的范围内充分分散。此外,外壳也能有效散热。
关于与UGREEN发布的宣传图之间的差异,仅从这张图片来看,我一直在想,这个铝制外壳里面是不是放了一块板呢?实际上,移动电源里面没有铝板。只是因为外骨骼部分是用铝制成的,我想,那应该就是所谓的“铝壳”吧。
关于液体冷却槽,一切都和想象中一样。关于铜箔,从示意图来看,虽然外观看起来像蒸汽腔,但实际上是铜箔。虽然这种感觉很难形容,不过上面写着“示意图”。
关于散热设计,我还没有进行过测试,所以虽然我不会断言,但去掉这个液冷部分,让设计更简洁,将铜箔、石墨片与硅胶间隙填充剂等组合使用,我觉得散热面积越大,热传导效果就越好。不过实际上,问题并没有那么简单,外观上的新颖性以及技术上的亮点,其中还涉及一些营销方面的因素,所以我想,这大概就是采用这种冷却结构的原因吧。
接下来将介绍主动液冷部分,让我们来详细看看。恰好这一部分就是泵,从背面看就一目了然了。除此之外,其余部分均为水道。实际运行时会是这样的,似乎有些流道中的液体流速较快,有些则较慢。
在泵出口处有一个汇合点,汇合后,仍保持为一条水流湍急的水道的地方,看来水流会变慢。此后,无论水流快慢,都是一路笔直地延伸下去,然后最后在这部分扭来扭去,再流入泵中。
刚才我也稍微提了一下,泵周围有许多会发热的部件,印刷电路板就在它的正下方。也就是说,将那里产生的热量传递到了液体中。看看热成像画面,刚从泵中出来的温度较高,然后沿着水道往左边走,温度已经下降了。在移动电源的充放电过程中也是如此,这一面已经变得相当暖和了,所以我不禁想,热量是不是出乎意料地散失了呢。
虽然我不清楚液冷模块中泵的类型,但大概是压电元件吧。由于水泵上有3个端子,所以将某处设为共同点,用探针分别测量剩余的两个端子。测量电压后,结果如下:电压相当高,峰值接近100V。从这个工作电压来看,这很可能是压电元件。
接下来我们再来看看内部的液体。我原本以为这片白色部分是气泡,这样立起来后,白色部分正在向下移动。因此,这似乎不是气泡。看起来绿色的部分也是液体,我觉得白色部分应该是比那更重的液体。
今天我已经完成了采用主动液冷机制的移动电源的拆解评测。关于此类移动电源的散热问题,从传统的被动散热开始,感觉主动式散热似乎要流行起来了。毕竟Anker也已经公布了强制风冷式的移动电源。
说到充电器,CIO与Ichiken正在推进的国产充电器项目目前也正在开展众筹活动。感兴趣的朋友请点击简介栏中的链接查看。那么,感谢您观看本视频至最后。
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