直击可穿戴设备软肋，续航短板如何突破？

　　可穿戴设备经过媒体和厂家长时间得吹捧，已经取得了不错的成绩，但用户的接受度一直很低，甚至有了可穿戴设备“无用论”的观点。造成这种现象的 原因有多种，包括可穿戴设备数据采集的精确度、有效性、外观设计等等，不过，横在厂商和消费者面前最大的障碍还是电池的续航问题。

　 　不论是可穿戴设备，还是智能手机，随着技术的发展，所集成的模块越来越多，功能越来越强大，但与之相反的是，电池技术长久以来一直处于停滞不前的状态。 虽说会时不时有一些听起来神乎其神的电池技术涌现，如锂氟化碳（CFx）电池，直接通过身体供热发电的体热发电机，它们往往都号称会彻底改变可穿戴设备续 航时间短的问题，只是实验室研究到投入商用要花上至少一两年甚至更长的时间，理想虽美好，但却于事无补。

　　除了提高电池本身的性 能，还可以通过其他途径进行优化。比如说在给可穿戴设备充电的时候把电池尽可能地充满，以充分利用电池的容量。德州仪器高性能模拟半导体产品部电池管理产 品市场及应用经理文司华博士曾经提到过可穿戴设备电源设计面临的挑战。他指出，由于可穿戴设备的电容容量一般比较小，电池容量普遍为40mAh左右，有的 甚至更小。这样的话，要想把电池充分充满并不容易，这样的话，很多时候可穿戴设备并不是以满容量的电池在给设备供电，因此，续航能力受到了很大的影响。还 有就是电池的漏电流要小，就是可穿戴设备的待机电流要小。例如TI的Bq25100的漏电流就只有75nA。另外一个就是充电的电流和电压精度要高。因为 只有高精度的电压和电流才有可能将电池尽可能充满，否则误差会比较大。他特别提到Bq25100可以对低至10mA或和达250mA快速充电电流进行准确 控制，同时还可以实现低至1mA的充电终止。

　 　凹凸科技在“第十一届中国国际电池技术交流会”推出世界首颗高集成单节锂电池NVDC1充电器，高精度电池侦测库仑计，高效率OTG升压控制器三合一方 案——Killer Whale。此次推出的三合一方案“Killer Whale”主要针对平板电脑、智能手机、移动互联网设备以及其他单电池手持设备应用。此系统基于O2Micro的CRC专利架构，具备更快的动态响应， 运行频率高达3MHz，可允许使用更小的系统电容，同时集成了4颗开关管以及充电电流侦测电阻，使得应用更简便。Killer Whale可通过外部的侦测电阻和电池端NTC电阻来检测动态电流，对电池容量进行合理估算，同时基于O2Micro库仑计的专利算法，及OCV侦测功能 来初始化和校准修正电池剩余容量，增强电池侦测的准确性，以更提高用户体验。不仅如此，Killer Whale可实现USB OTG 5V升压输出，内部集成MOSFET和Boost升压控制器可把电池电压提升到5V，使得Killer Whale更适应于手持单节锂电池的应用。

　　三种可穿戴设备能量采集技术

　 　通过电源管理芯片优化电池性能，这种方法能提高的效能毕竟有限。如今科学界备受关注的几种可穿戴能量采集技术有望解决电池续航能力差的问题。在预想的未 来中，可穿戴设备可通过光纤、热量、或是振动获取能量，这听起来似乎还有些不真实，但可以收集能量的可穿戴设备其实已经存在多年。

　　太阳能电池

　　太阳能电池不是只有发电场、路灯这些大型应用，我们将看到微型版本的太阳能电池为可穿戴设备提供足够的能量。不需要电池的太阳能手表已经存在很多年了，Energy Bionics最近开发的一款太阳能手表不仅可以满足自身需求，还可以为其它设备供电。

　　把太阳能电池应用于可穿戴设备上的一大问题是，设备需要光照才能发电，一旦光线被遮住，比如在袖子下面，就没法产生能量了。不过从另一个角度看，这也让太阳能电池成为智能服装的一个好选择，柔性电池甚至可以直接缝进织物中去。

　　传统的太阳能电池设计针对的是太阳光，因为太阳光的强度要远高于室内常见光源。为解决这一问题，一些新材料正在开发出来，能够在室内发电，效率也大大提高。

　　热电收集

　　热电收集是把热能转换为电能，使用的物理原理叫塞贝克效应。珀耳帖元件加上一对特定的半导体，只要出现温差就会产生电流。

　 　对可穿戴设备来说，不断散发热量的人体可以作为热的一端，环境则成为冷的一端。产生能量的多少取决于高低温度之间的Δ值。珀耳帖元件可以收集很多能量， 因而对紧贴皮肤，能量需求又高的设备来说很有潜力。热电回收的一大优势是能量源源不断，不管是室内还是室外，白天还是黑夜都能利用。

　　早前雷锋网就报道过韩国开发出来的一款把热能转化为电能的贴片，其各种特性都已经很满足可穿戴设备的使用需求。

　　压电收集

　　压电收集把机械能转换为电能。在压电元件中，由于压电效应，只要元件受到机械力操纵就会产生微小的电流。在可穿戴设备上的应用，压电元件的设计通常是靠行走、呼吸或手的运动所带来的振动进行发电。

　　压电收集所产生的能量相对较少，这使它的应用主要限制在耗电较少的设备以及总是处于运动状态的身体部位。科学家正在研发的聚合物压电纤维具有柔韧透气的特点，可以置入织物当中，也有很广泛的应用场景。

　　在可穿戴设备和智能手机飞速发展的过程中，有电池技术带来的桎梏越发严重，国内外的半导体厂商及电池厂商都在不断努力，寻找最佳的解决方案。若续航的问题能有效地解决掉，可穿戴设备用户体验就等得到大幅提升，这也会进一步将可穿戴设备推向更广阔的领域。