¿Cómo mide un teléfono inteligente el porcentaje de batería?

Un teléfono inteligente (supongamos que es un Android) generalmente muestra el porcentaje de batería de 0 a 100%. Supongo que esta es la capacidad utilizable de la batería. tengo varias preguntas:

  1. ¿Cómo mide exactamente la capacidad restante? Suponiendo que una batería tiene una capacidad nominal de 3,2 V, podría proporcionar 3,3 V cuando esté completamente cargada y el voltaje mínimo requerido del teléfono podría ser de 3 V. ¿El 0-100% se refiere a 3V a 3.3V? ¿Esta calibración se realiza una sola vez durante el tiempo de fabricación?

  2. ¿Cómo se mide la capacidad restante con tanta precisión? ¿Se promedian las mediciones durante un período? Si es así, ¿cuál es la frecuencia de muestreo y cuántas lecturas se promedian para obtener la final?

  3. ¿Cómo se mide el % de capacidad restante cuando el teléfono se está cargando? Supongo que el voltaje de salida puede ser diferente cuando se está cargando.

  4. ¿Cómo se ve afectada la calibración del porcentaje de batería por la temperatura ambiente? Soy consciente de que las baterías hoy en día tienen sensores de temperatura. ¿Se utiliza la temperatura para calcular la capacidad restante de la batería o la tasa de carga óptima?

  5. Suponiendo que el consumo de batería no es lineal a medida que se descarga la batería... (juegos intensivos, etc). ¿Cómo maneja el teléfono inteligente las tasas de descarga variables? Existen múltiples aplicaciones para recalibrar las baterías. ¿Cómo trabajan?

  6. ¿Cómo determina el sistema operativo el uso de la batería de cada aplicación? ¿Se basa solo en los ciclos de CPU y el tiempo de pantalla o hay alguna medida real de disipación de energía?

Respuesta corta: el paquete de baterías o la placa principal de Android tiene un IC de "medidor de combustible de la batería" que realiza un seguimiento del estado de carga de la batería. No puede lograr ese nivel de precisión midiendo solo el voltaje.
bq27200 es un ejemplo de un indicador de combustible de batería IC.
Debidamente notificado. Entonces, ¿cómo hace todo lo anterior el IC del indicador de combustible de la batería?
las baterías se descargan de forma no lineal, con respecto al voltaje. Los fabricantes de baterías pueden realizar miles de horas de pruebas y control de calidad de lotes para caracterizar con mucha precisión sus baterías y formar una relación de voltaje/temperatura/capacidad y, a partir de esto, pueden asignar el estado de carga a un % de batería para mostrárselo a los humanos en algo que puede entender.
@navigator, bien podría ser magia. Creo que esencialmente integran la corriente a lo largo del tiempo (recuento de Coulomb). Pero creo que también han implementado esquemas de aprendizaje. El indicador de combustible aprende la capacidad de la celda específica y realiza un seguimiento de la capacidad a medida que disminuye con el tiempo.

Respuestas (1)

Como se menciona en los comentarios, utiliza indicador de combustible. Hay varios algoritmos para la química de iones de litio y el medidor puede usar uno o más de ellos.

El más básico es el contador Columb. El indicador de combustible tiene una derivación de corriente con un amplificador y mide la corriente consumida, la suma a lo largo del tiempo y la compara con la capacidad de la batería programada.

Una adición al contador Columb es el seguimiento de la impedancia, en el que el indicador de combustible intenta medir la impedancia de la batería. Una celda de iones de litio tiene una impedancia específica para cada estado de carga, por lo que se puede hacer una estimación de la cantidad de carga restante.

El indicador de combustible generalmente tiene su propio sensor de temperatura para compensar varios efectos relacionados con la temperatura.

Informa su estado a través de I2C (SMbus en algunos casos) al procesador principal.

"lo compara con la capacidad programada de la batería": ¿cómo explica la caída efectiva de la capacidad por el envejecimiento y el ciclo (dependiendo de la profundidad de la descarga)?
Hay algoritmos internos (la mayoría de los medidores de combustible tienen una MCU interna) que tienen en cuenta la temperatura promedio y el número de ciclos.
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