Насколько я понимаю, напряжение на клеммах батарей немного меняется при зарядке / разрядке, но эти изменения минимальны по сравнению с другими эффектами (температура, незначительные производственные различия, недавняя история зарядки / разрядки и т. Д.).
Но даже самые старые мобильные телефоны могут показывать значок зарядки. И это работает правильно даже в случае замены батареи.
Как это возможно?
Ответы:
Есть одна вещь, которая однажды очевидна, но не до тех пор.
Ваш телефон сообщает, что у него осталось 37% заряда. Откуда ты знаешь, что это точно? Это, вероятно, нет.
Программное обеспечение может выполнять некоторую оценку на основе среднего потребления тока, поскольку он был полностью заряжен, среднего времени между зарядками и, конечно, характеристик разряда для конкретной батареи. Тогда он представляет вам свое лучшее предположение.
Со временем он может создать достаточно точный профиль для батареи и использовать его для улучшения оценок. Но это обычно оценка.
По моему опыту разработки систем на основе батарей (с умными батареями, тупым NiCad и всем, что между ними) вы уверены, что уровень заряда составляет 100% и 0%.
Обычно умная батарея сообщит вам, когда она полностью зарядится, а с немой вы, вероятно, будете делать некоторые расчеты с током и температурой. Это заботится о 100% случае.
В случае с 0% возникает подлость. Независимо от химического состава батареи, на кривой разряда часто возникает характерная картина, когда вы приближаетесь к падению напряжения. Но позволить батарее войти в глубокий разряд - это, как правило, «плохая вещь» (ТМ).
Так что прошивка ищет этот шаблон и решает, когда батарея находится на виртуальном «0%». Затем он отключает систему, чтобы в аккумуляторе оставалось достаточно заряда, чтобы избежать глубокого разряда и, что более важно, внезапной потери питания. Это позволяет постепенное отключение.
Если это кажется маловероятным, пусть ваш телефон "выключится" и отключится. Затем включите его снова. Если аккумулятор действительно был на 0%, он не мог загрузиться и включить экран, чтобы сказать вам, что он нуждается в зарядке.
Предупреждение о 5% (или, возможно, 10% в зависимости от точности измерений и допусков батарей) также часто является несколько искусственным, снова представляя точку на кривой разряда, когда микропрограммное обеспечение начинает думать «Скоро выключится».
По иронии судьбы, это тот уровень, на котором кто-то в маркетинге настаивает на том, чтобы вы включили этот яркий светодиод, чтобы сообщить пользователю, что у него заканчивается заряд батареи.
Как вы упомянули, при зарядке / разрядке напряжение немного меняется. Измерения уровня милливольт довольно просты, и у каждого химикалиста батареи, с которым я знаком, есть изменение напряжения по крайней мере нескольких сотен милливольт между "полным" и "эффективно разряженным".
Большинство кривых разряда батареи являются линейными, по крайней мере, в диапазоне, в котором их использует большинство устройств. Из-за этого вы можете получить приблизительную оценку оставшегося заряда, запомнив последний пик напряжения (соответствующий полному заряду), зная уровень напряжения при отключении и выполняя интерполяцию между ними. Для большей точности вы можете либо запрограммировать устройство с типичной кривой разряда для используемого вами аккумулятора, либо попросить устройство измерить его во время цикла «заряд-разряд» «кондиционирования».
«Значок зарядки» представляет состояние заряда (SOC) батареи - обычно это процентное значение.
Различные технологии батарей управляются по-разному ...
У некоторых есть наклонная кривая разряда - вы знаете, что данное напряжение при данной температуре представляет собой данный SOC.
Другие менее полезны (например, свинец / кислота) и имеют очень плоскую кривую разряда, так как они обеспечивают X вольт вплоть до истечения срока годности, а затем в значительной степени 0 вольт! Для этого требуется уровень подсчета ввода / вывода и повторная калибровка на уровнях 0% / 100%.
Большинство потребительских устройств предлагают довольно сырой SOC - но это также зависит от состояния здоровья - которое представляет состояние батареи в течение срока ее службы.
Вот пример счетчика кулонов: http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/4150fc.pdf, который можно использовать для достаточно точного измерения заряда, используемого в реальном времени конкретной батареи, в данном случае Литий-ионные 1-2-элементные или 3-6-элементные NiCd или NiMH аккумуляторы. Это достигается путем простого измерения тока через очень маленький (микроом) известный резистор и последующего использования его с течением времени для получения потребляемых мАч,