為什麼一部手機的電量從 100% 到 0% 消耗的速率有很大差別?

100% 到 99%,5% 以下經常是最耐用的黃金百分之,但中間段的電量極度不耐用。
這是什麼原因?是錯覺?還是手機廠商的設置?還是鋰電池的科學原因?


此文涉及企業技術數據,謝絕任何形式轉載!
要弄清楚鋰電池當前容量,目前來說,技術上是不成熟的。主要有兩方面因素:
與其他種類的電池不同,鋰電池的放電是這樣的:

請無視那些倍率什麼的,直接看電壓和放電過程的關係。整個過程85%以上的區間電壓基本沒有變化,最後不到5%的容量可謂飛流直下三千尺。

請無視那些倍率什麼的,直接看電壓和放電過程的關係。整個過程85%以上的區間電壓基本沒有變化,最後不到5%的容量可謂飛流直下三千尺。
這個是鉛酸電池的:

鉛酸電池絕大部分容量直接測電壓即可。

鉛酸電池絕大部分容量直接測電壓即可。
所以鋰電池的放出容量計算是非常困難的,無法直接用電壓評估,目前通用的計量都是電流積分,精度取決於電流檢測精度和積分的頻次,當然是不靠譜的。
這是不靠譜之一。
再一個,鋰電池的健康狀態也就是當前最大容量和初始最大容量的比,同樣是測不準的。
來看個我們廠的電池循環壽命測試曲線(我這是鐵鋰的100%DOD測試,手機用的三元沒這麼長的壽命):

總的趨勢是在衰減,但是中間同樣是有增有減。於是,要知道當前剩餘電量的總量,也是不靠譜。

總的趨勢是在衰減,但是中間同樣是有增有減。於是,要知道當前剩餘電量的總量,也是不靠譜。
並且,當前容量以及放出容量受放電倍率(第一張圖既是),放電溫度(見下圖,橫坐標是放電時間)等環境參數的制約,亦會有不小的偏差。


綜上所述,既無法準確計算當前,或者說這一次充放的電量總量;也無法準確計算目前已放出電量,所以,殘餘電量的百分比,僅供參考。
最後不得不吐槽,我們也很想弄清楚準確的容量預計、壽命預計,可惜我們廠家都弄不清楚,實在是不知道那些XX助手、XX大師等軟體是怎麼弄清楚的。


以前任職的一家公司方案採用電池太差 只能做假的放電曲線。你看到的5% 100%不一定就是真實的電量 可能是被軟體修改後的一個假數據。例如電壓3.7以上 軟體都認為電量滿 而不管是3.75還是3.85。


因為沒有辦法精確測量電池實際剩餘電量,只能從電壓、已經消耗的電流量、溫度、電池性能曲線以及老化修正曲線來估算,沒辦法算得很精確


補充一下 @柴健翌的答案,在低電量警報之後,以三星為例,會自動降低功耗。


當手機廠商在提高手機續航時間上遇到瓶頸時,就開始在影響使用者感知上下功夫了。

最開始干這件事的是三星,它通過調整電池的顯示電量來影響消費者對手機續航時間的感知,而且他們有專門的實驗室做相關的消費者行為實驗。研究啥呢?研究使用者在手機處於什麼樣的電量時開始關注手機的續航能力....國產手機在這上面一直打不過三星,近幾年都學聰明啦~


電池放電 是電池放電,——這是物理過程
手機顯示 是手機顯示,——這是人為顯示——讓你顯示90%就是90%
5%耐用 就是假象,這一部分電量是希望你能儘快找到電源充電而已,


因為現在的手機電量顯示是通過監測電壓得出來的。也就是說,通過鋰離子電池充放電曲線上容量所對應的電壓值,推斷出電池實際使用中在某一電壓值下所含有的容量。然而電池實際使用過程中的充放電曲線和理論曲線有出入,特別是使用久了,電池老化,極化增大的情況下,出入更大。而且,鋰離子電池的充放電曲線在低容量時是一個驟升驟降過程,電壓驟升驟降。
所以,綜上所述,根據鋰離子電池的充放電特性,實際電量充放時間和電量指示有所出入,電量指示只是一個參考。


剛好看過蓄電池的一些文獻,也用psim自己搭過簡單的蓄電池模型。沒有方法能夠準確測定蓄電池的SOC,一般計算蓄電池SOC的方法是安時積分法,通過對蓄電池輸入輸出電流進行積分來確定蓄電池的輸入輸出電量,然後根據初始SOC得到此刻的蓄電池SOC情況。其中蓄電池放電時電壓不是穩定不變的,電壓變化先是一個指數變化,電壓比蓄電池的標稱電壓高一些,然後電壓迅速下降到平台期電壓,單節鋰電池的平台期電壓大概是三點幾伏,平台期電壓也不是穩定不變的,也是隨著蓄電池SOC的變小而略微下降,之後電壓迅速下降。蓄電池放電是一個物理化學過程,用安時積分法來計算蓄電池SOC很明顯是不準確的。想看一看蓄電池荷電情況與電壓情況變化也很簡單,在matlab的simulink里拉出來蓄電池模型自己放下電看一看就可以了。matlab裡面的蓄電池模型的公式還複雜一些,簡單的模型更是把其等效為兩個公式,充電一個公式,放電一個公式,表示了蓄電池荷電情況和電壓的變化。按道理來講,手機顯示沒電應該是電壓達不到要求才沒電自動關機,所以,手機不管是最後的電耐用還是初始的電耐用都應該是演算法的問題,反正充滿之後就就那麼多電。


感覺iPad的100%到99%最耐用 手機系列的1%最耐用


各種硬體,軟體的,優化程度不同。再說,現在是智能手機時代,一方面系統本身就耗電,二方面手機屏幕越做越大得消耗大量的,所以也正常。
還有一種就是在長時間使用相機是也特別耗電


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