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為什么手機最后1%的電可以用很久?原來我們都被它騙了

2023-12-25 來源:科普中國

如果你身邊有人在玩手機的時候突然驚叫著站起來,瘋也似的沖向充電器,他很可能是一位華為用戶,他的手機屏幕上正顯示著電量“死亡 30 秒”的倒計時。

“30 秒倒計時”是華為手機在電量進入 2%的時候會跳出的功能,如果 30 秒內沒有插上充電器,手機就會自動關機。

而如果是蘋果手機用戶,情況就大不相同了,在電量 1%的時候,也可以不慌不忙地回幾條消息,慢悠悠地摸出充電線,不慌不忙地插在手機上。

為什么蘋果手機最后 1%的電量這么耐用,而華為手機最后的 2%電量就只能撐 30 秒?

其實,這是一個誤解,手機所顯示的剩余電量,并不是精確的電池剩余電量。想要弄清楚這一點,我們要先說一說手機電量是怎么回事。

手機怎么知道還剩多少電?

我們都知道,手機電池之所以能供電,靠的是電池中發(fā)生的化學反應。從理論上來說,我們只要測量一下反應物還剩多少,就能精確知道還剩多少電量了。

這個過程聽起來就像測一測水箱里還有多少水一樣簡單,但實際上非常困難?,F在的手機是沒有辦法直接測量電池內部的反應物多少的,只能通過檢測電路中的一些參數,對手機電量進行推測。

所以我們看到手機上顯示的剩余電量其實是一個推測值。

手機需要檢測的電池參數非常多,在這里主要介紹兩個跟手機推測剩余電量有關的參數。

電壓

如果你在網上搜手機電池,可能會看到很多電池上標注了一個參數——標準電壓(也有寫作“標稱電壓”的),這個電壓一般在 3.7V 左右,但實際上手機中的鋰電池在工作時,并不是從頭到尾一直穩(wěn)定地輸出這個電壓。

比如,這張圖片顯示的就是某型號的鋰電池在放電過程中的電壓變化情況。在剛剛開始放電的時候,電壓接近 4.2V,在電池放電將結束時,電壓迅速下降。

所以,手機也可以通過檢測內部的電池電壓變化,來判斷電量的多少。比如,可以定義電池電壓 4.2 V 時候為滿電狀態(tài),即 100%,定義 3.3 V 時候為電量耗盡狀態(tài),即 0%,這時候手機就自動關機了(一般手機很少會真的把電池電壓用到 3 V)。

基于這樣的曲線,手機就可以向我們顯示剩余電量了。這個方法聽起來很簡單直接,但是也會有一些問題。

最明顯的一個問題是,在使用過程中,電壓的下降并不是一個線性過程,從圖中的曲線也能看出來,在電量快要用盡的時候,電池電壓下降得比較快。如果嚴格按照這個曲線來顯示,可能電量會突然從 15%掉到 0%,這可能會帶來很多麻煩。

不過這個問題還算比較好解決的,只要對顯示的數據進行一些修正就可以。除此之外,光靠電壓判斷電量還會面臨一個問題,那就是它會受到很多因素的影響。

比如,在不同工作電流的條件下,電壓下降的曲線也是不同的。不同工作電流的條件下,電池的放電曲線不同,我們稱之為倍率性能,下面圖片中就是在不同倍率條件下,電池電壓的下降情況。

假如現在正在用手機聊天,電池工作電流比較小,根據當前的情況估出一個剩余電量就可能偏高。而當你打開手機游戲,手機工作電流將變大,手機重新估算之后,會發(fā)現剩余電量沒有那么高了,顯示的電量就可能會變來變去。

因此,除了檢測電池電壓,手機可能還需要檢測其它參數。

電荷

在很多手機的內置芯片中有一種叫做庫侖計的東西,它能幫手機更精確地判斷剩余電量。

雖然很多人已經把高中電學知識還給物理老師了,但相信大家對“毫安時”這個單位并不陌生,畢竟手機電池容量都是用毫安時(mAh)做單位的。一般說來,毫安時越大,儲存的電荷量就越多。

“庫侖計”名字中的“庫倫”也是電荷量的單位,庫侖計能夠檢測電池在使用的過程中釋放出了多少電荷。用電池能夠儲存的電荷量減去已經消耗的電荷量,就能知道還剩多少電了。

在庫侖計的幫助下,手機也能夠做出更加準確的電量預測,但即便如此,依然會存在誤差。所以,我們看到的剩余電量只是一個估算值,并不是精確值。

產品考量

既然預測手機電量會存在誤差,不同的手機廠商也會有自己的考慮。

比如,有些廠商會考慮到,既然電池電量估測并不那么精確,干脆讓手機盡早顯示1%,這樣一來,可以讓用戶盡早給手機充電,避免造成不必要的麻煩。

而且,在電量快耗盡的時候,很多手機也會自動進入低電量模式,調低屏幕亮度,停止后臺不重要的程序運行,這些都會讓最后的1%顯得更加耐用。

而還有一些廠商呢,采取的策略就是在電量進入 2%的時候,讓你進行一次 30 秒沖刺,沖向充電器。

所以,蘋果的 1%電量能用很久,華為 2%只能用 30 秒,并不具有可比性,不能說誰最后的電量更抗用。

1%電量之下的應急模式

雖然華為的“死亡 30 秒”看起來很可怕,但是在 2022 年 9 月 mate 50 發(fā)布時候,華為也增加了一項“聚能泵”技術,讓手機在 30 秒倒計時結束后進入應急模式而不是直接關機。在應急模式下,仍然可以通話十幾分鐘,進行幾次掃碼操作,以解燃眉之急。

這項技術剛出現的時候,有些人認為這稱不上什么新技術,只是手機故意藏著一部分電不顯示。但隨后,越來越多的測評出現了,發(fā)現手機并不是把電量藏起來。

測評發(fā)現,一般安卓手機電壓在 3.3 V 左右就無法維持手機正常運行了,只能自動關機?!熬勰鼙谩奔夹g能在電池電壓低于 3.3V 之后,繼續(xù)用低壓為手機供電,榨出電池的最后一點電用來應急。

這也緩解了“死亡 30 秒”倒計時帶來的緊張感,也給華為最后 2%電量的“抗用性”上扳回一分。

不過話說回來,為了電池健康著想,還是不建議大家把手機用到沒電再來充,在電量用到 50%左右,就可以給手機充上電了。

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責任編輯:朝艷