如果你身邊有人在玩手機的時候突然驚叫着站起來,瘋也似的沖向充電器,他很可能是一位華爲用戶,他的手機屏幕上正顯示着電量 " 死亡 30 秒 " 的倒計時。
"30 秒倒計時 " 是華爲手機在電量進入 2% 的時候會跳出的功能,如果 30 秒内沒有插上充電器,手機就會自動關機。
圖片來源:手機截圖
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。
爲什麽蘋果手機最後 1% 的電量這麽耐用,而華爲手機最後的 2% 電量就隻能撐 30 秒?
其實,這是一個誤解,手機所顯示的剩餘電量,并不是精确的電池剩餘電量。想要弄清楚這一點,我們要先說一說手機電量是怎麽回事。
手機怎麽知道還剩多少電?
我們都知道,手機電池之所以能供電,靠的是電池中發生的化學反應。從理論上來說,我們隻要測量一下反應物還剩多少,就能精确知道還剩多少電量了。
這個過程聽起來就像測一測水箱裏還有多少水一樣簡單,但實際上非常困難。現在的手機是沒有辦法直接測量電池内部的反應物多少的,隻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餘電量其實是一個推測值。
手機需要檢測的電池參數非常多,在這裏主要介紹兩個跟手機推測剩餘電量有關的參數。
電壓
如果你在網上搜手機電池,可能會看到很多電池上标注了一個參數——标準電壓(也有寫作 " 标稱電壓 " 的),這個電壓一般在 3.7V 左右,但實際上手機中的锂電池在工作時,并不是從頭到尾一直穩定地輸出這個電壓。
锂電池标注的标準電壓(圖片來源:某網店截圖)
比如,這張圖片顯示的就是某型号的锂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,在電池放電将結束時,電壓迅速下降。
某型号锂電池放電電壓變化,圖片來源:參考資料 1
所以,手機也可以通過檢測内部的電池電壓變化,來判斷電量的多少。比如,可以定義電池電壓 4.2 V 時候爲滿電狀态,即 100%,定義 3.3 V 時候爲電量耗盡狀态,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餘電量了。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,隻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,我們稱之爲倍率性能,下面圖片中就是在不同倍率條件下,電池電壓的下降情況。
不同倍率條件下電池電壓變化,圖片來源:Lithium-ion Battery DATA SHEET ,Battery Model : LIR18650 2600mAh(EEMB Co., Ltd.)
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餘電量就可能偏高。而當你打開手機遊戲,手機工作電流将變大,手機重新估算之後,會發現剩餘電量沒有那麽高了,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
在很多手機的内置芯片中有一種叫做庫侖計的東西,它能幫手機更精确地判斷剩餘電量。
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确的電量預測,但即便如此,依然會存在誤差。所以,我們看到的剩餘電量隻是一個估算值,并不是精确值。
産品考量
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麽精确,幹脆讓手機盡早顯示 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,停止後台不重要的程序運行,這些都會讓最後的 1% 顯得更加耐用。
圖片來源:手機截圖
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,華爲 2% 隻能用 30 秒,并不具有可比性,不能說誰最後的電量更抗用。
1% 電量之下的應急模式
雖然華爲的 " 死亡 30 秒 " 看起來很可怕,但是在 2022 年 9 月 mate 50 發布時候,華爲也增加了一項" 聚能泵 " 技術,讓手機在 30 秒倒計時結束後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鍾,進行幾次掃碼操作,以解燃眉之急。
這項技術剛出現的時候,有些人認爲這稱不上什麽新技術,隻是手機故意藏着一部分電不顯示。但随後,越來越多的測評出現了,發現手機并不是把電量藏起來。
測評發現,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,隻能自動關機。" 聚能泵 " 技術能在電池電壓低于 3.3V 之後,繼續用低壓爲手機供電,榨出電池的最後一點電用來應急。
這也緩解了 " 死亡 30 秒 " 倒計時帶來的緊張感,也給華爲最後 2% 電量的 " 抗用性 " 上扳回一分。
不過話說回來,爲了電池健康着想,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。