Soweit ich weiß, ändert sich die Klemmenspannung von Batterien beim Laden / Entladen ein wenig, aber diese Änderungen sind im Vergleich zu anderen Effekten (Temperatur, geringfügige Herstellungsunterschiede, jüngster Lade- / Entladeverlauf usw.) minimal.
Aber auch die ältesten Handys können ein Ladesymbol aufweisen. Und es funktioniert auch bei einem Batteriewechsel einwandfrei.
Wie ist das möglich?
Antworten:
Es ist eine Sache offensichtlich, die einmal gesagt wurde, aber erst dann.
Ihr Telefon teilt Ihnen mit, dass die verbleibende Ladung 37% beträgt. Woher weißt du, dass das genau ist? Es ist wahrscheinlich nicht.
Die Software führt möglicherweise eine Schätzung auf der Grundlage der durchschnittlichen Stromaufnahme durch, da diese vollständig geladen wurde, der durchschnittlichen Zeit zwischen den Ladevorgängen und natürlich der Entladungseigenschaften für die jeweilige Batterie. Dann zeigt es Ihnen die beste Vermutung.
Im Laufe der Zeit kann ein einigermaßen genaues Profil für die Batterie erstellt und zur Verbesserung der Schätzungen verwendet werden. In der Regel handelt es sich jedoch um eine Schätzung.
Nach meiner Erfahrung mit der Entwicklung batteriebasierter Systeme (mit intelligenten Batterien, dummem NiCad und allem dazwischen) sind Sie nur dann zuversichtlich, dass der Ladezustand 100% und 0% beträgt.
Normalerweise zeigt eine intelligente Batterie an, wann sie voll aufgeladen ist, und mit einer blöden rechnen Sie wahrscheinlich mit Strom und Temperatur. Das kümmert sich um den 100% Fall.
Der 0% -Fall ist der Fall, in dem die Hinterhältigkeit eintritt. Unabhängig von der Batteriechemie weist die Entladekurve häufig ein charakteristisches Muster auf, wenn Sie sich dem Spannungszusammenbruch nähern. Das Ermöglichen einer Tiefentladung eines Akkus ist jedoch im Allgemeinen ein "Bad Thing" (TM).
Die Firmware sucht nach diesem Muster und entscheidet, wann der Akku auf einem virtuellen "0%" ist. Anschließend wird das System heruntergefahren, sodass sich genügend Restladung im Akku befindet, um eine Tiefentladung und vor allem einen plötzlichen Stromausfall zu vermeiden. Dies ermöglicht ein ordnungsgemäßes Herunterfahren.
Wenn dies unwahrscheinlich erscheint, lassen Sie Ihr Telefon "herunterfahren" und schalten Sie es aus. Schalten Sie es dann wieder ein. Wenn die Batterie wirklich auf 0% war, konnte der Bildschirm nicht gestartet und eingeschaltet werden, um anzuzeigen, dass eine Aufladung erforderlich ist.
Die Warnung von 5% (oder vielleicht 10%, abhängig von der Genauigkeit der Messungen und den Batterietoleranzen) ist auch oft etwas künstlich und stellt wieder einen Punkt auf der Entladekurve dar, an dem die Firmware anfängt zu denken, dass "Bald heruntergefahren wird".
Ironischerweise ist dies die Stufe, auf der jemand im Marketing darauf besteht, dass Sie diese helle LED einschalten, um dem Benutzer mitzuteilen, dass der Akku fast leer ist.
Wie Sie bereits erwähnt haben, ändert sich die Spannung beim Laden / Entladen ein wenig. Messungen auf Millivolt-Niveau sind relativ einfach und jede Batteriechemie, mit der ich vertraut bin, weist eine Spannungsänderung von mindestens einigen hundert Millivolt zwischen "voll" und "effektiv leer" auf.
Die meisten Batterieentladekurven sind linear, zumindest über den Bereich, in dem sie von den meisten Geräten verwendet werden. Aus diesem Grund können Sie eine grobe Schätzung der verbleibenden Ladung erhalten, indem Sie sich die letzte Spannungsspitze (die der vollen Ladung entspricht) merken, den Spannungspegel beim Abschalten kennen und zwischen diesen interpolieren. Für mehr Präzision können Sie das Gerät entweder mit der typischen Entladekurve für die von Ihnen verwendete Batteriechemie programmieren oder während eines Lade-Entladezyklus "Konditionieren" messen lassen.
Das "Ladesymbol" repräsentiert den Ladezustand (State of Charge, SOC) der Batterie - normalerweise in Prozent.
Verschiedene Batterietechnologien werden auf unterschiedliche Weise verwaltet ...
Einige haben eine geneigte Entladungskurve - Sie wissen, dass eine bestimmte Spannung bei einer bestimmten Temperatur einen bestimmten SOC darstellt.
Andere sind weniger hilfreich (z. B. Blei / Säure) und haben eine sehr flache Entladekurve, da sie bis zum Ablauf X Volt liefern, danach so ziemlich 0 Volt! Diese erfordern eine Eingabe- / Ausgabezählung und eine Neukalibrierung bei 0% / 100%.
Die meisten Consumer-Geräte bieten einen relativ groben Ladezustand (SOC), der jedoch auch vom Gesundheitszustand abhängt und den Zustand des Akkus über seine gesamte Lebensdauer angibt.
Hier ist ein Beispiel für einen Coulomb-Zähler: http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/4150fc.pdf. kann die in Echtzeit für eine bestimmte Batterie verwendete Ladung ziemlich genau gemessen werden a Li-Ionen-NiCd- oder NiMH-Akkus mit 1 bis 2 Zellen oder 3 bis 6 Zellen. Dies wird erreicht, indem einfach der Strom über einen sehr kleinen bekannten Widerstand (Mikroohm) gemessen und dieser über die Zeit verwendet wird, um die verbrauchten mAh abzuleiten.