A quanto ho capito, la tensione terminale delle batterie cambia leggermente in carica / scarica, ma queste variazioni sono minime rispetto ad altri effetti (temperatura, differenze di fabbricazione minori, storia recente di carica / scarica, ecc.).
Ma anche i telefoni cellulari più vecchi potrebbero mostrare un'icona di ricarica. E funziona correttamente anche in caso di sostituzione della batteria.
Com'è possibile?
Risposte:
C'è una cosa che è ovvia una volta affermata, ma non fino ad allora.
Il telefono ti dice che ha "37% di carica rimanente". Come fai a sapere che è accurato? Probabilmente no.
Il software potrebbe fare alcune stime in base all'assorbimento di corrente medio poiché è stato completamente carico, al tempo medio tra le cariche e, naturalmente, alle caratteristiche di scarica della batteria specifica. Quindi ti presenta la sua ipotesi migliore.
Nel tempo, può creare un profilo ragionevolmente accurato per la batteria e utilizzarlo per migliorare le stime. Ma di solito è una stima.
Nella mia esperienza nello sviluppo di sistemi basati su batterie (con batterie intelligenti, NiCad stupido e tutto il resto) le uniche volte in cui sei sicuro del livello di carica sono il 100% e lo 0%.
Di solito, una batteria intelligente ti farà sapere quando è completamente carica e con una batteria muta probabilmente stai facendo dei calcoli con la corrente e la temperatura. Questo si occupa del caso al 100%.
Il caso dello 0% è il punto in cui entra in gioco la furtività. Qualunque sia la chimica della batteria, c'è spesso un modello distintivo nella curva di scarica quando ci si avvicina al collasso della tensione. Ma consentire a una batteria di scaricarsi completamente è generalmente una "cosa negativa" (TM).
Quindi il firmware cerca quel modello e decide quando la batteria è allo "0%" virtuale. Quindi arresta il sistema in modo che vi sia una carica residua sufficiente nella batteria per evitare una scarica profonda e, soprattutto, un'improvvisa perdita di energia. Ciò consente un arresto regolare.
Se questo sembra un po 'improbabile, lascia che il tuo telefono "si esaurisca" e si spenga. Quindi riaccenderlo. Se la batteria fosse davvero allo 0%, non potrebbe avviarsi e accendere lo schermo per dirti che doveva essere ricaricata.
L'avvertimento del 5% (o forse del 10% a seconda della precisione delle misurazioni e delle tolleranze delle batterie) è spesso in qualche modo artificiale, rappresentando ancora un punto sulla curva di scarica quando il firmware inizia a pensare "Sta per spegnersi presto".
Ironia della sorte, questo è il livello al quale qualcuno nel marketing insiste sul fatto che accendi quel LED luminoso per dire all'utente che sta per esaurire la carica della batteria.
Come accennato, la tensione cambia leggermente in carica / scarica. Le misurazioni a livello di millivolt sono ragionevolmente semplici e ogni chimica della batteria con cui ho familiarità ha una variazione di tensione di almeno alcune centinaia di millivolt tra "pieno" e "effettivamente vuoto".
La maggior parte delle curve di scarica della batteria sono lineari, almeno nell'intervallo utilizzato dalla maggior parte dei dispositivi. Per questo motivo, è possibile ottenere una stima approssimativa della carica rimanente ricordando l'ultimo picco di tensione (corrispondente alla carica completa), conoscendo il livello di tensione allo spegnimento e interpolando tra di loro. Per una maggiore precisione, è possibile programmare il dispositivo con la curva di scarica tipica per la composizione chimica della batteria che si sta utilizzando o far misurare il dispositivo durante un ciclo di carica / scarica "condizionamento".
L '"icona di carica" rappresenta lo stato di carica (SOC) della batteria, che normalmente è una percentuale.
Diverse tecnologie di batteria sono gestite in diversi modi ...
Alcuni hanno una curva di scarica inclinata: sai che una determinata tensione a una determinata temperatura rappresenta un dato SOC.
Altri sono meno utili (ad esempio piombo / acido) e hanno una curva di scarica molto piatta, in quanto forniscono X volt fino al punto di scadenza, quindi praticamente 0 volt in seguito! Questi richiedono un livello di conteggio input / output - e ricalibrazione ai livelli 0% / 100%.
La maggior parte dei dispositivi di consumo offre un SOC piuttosto grezzo, ma dipende anche dallo stato di salute, che rappresenta lo stato della batteria per tutta la sua durata.
Ecco un esempio di un contatore di coulomb: http://cds.linear.com/docs/en/datheet/4150fc.pdf che può essere utilizzato per misurare in modo abbastanza accurato la carica utilizzata in tempo reale di una batteria specifica, in questo caso batterie agli ioni di litio 1-2 celle o NiCd o NiMH da 3-6 celle. Ciò si ottiene misurando semplicemente la corrente attraverso un resistore noto molto piccolo (micro ohm) e quindi utilizzandolo nel tempo per ricavare mAh consumati,