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锂电池电量需要校准吗?如果需要,其背后的原理是什么?

  •  
  •   KepaThings · 333 天前 · 1472 次点击
    这是一个创建于 333 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

    TL;DR

    • 发现笔记本电量显示不准确:放电时,从 32% 会突然跳到 6.7%;充电时,从 92% 突然跳到 100%;系统的续航估计也不再有参考价值;
    • 搜索发现:ifixit 、Dell 、Apple 、联想均有「完整充放电」以校准电池容量的指导;
    • 但网络上亦有「锂电池不需要校准」的说法,包括 ChatGPT ( 3.5 ),Bing AI 亦支持此观点;
    • 我尝试完整充放电两次,电量显示准确了一些,电池损耗明显更贴合实际体验;目前放电仍然会骤然下降,只不过是 21 -> 6.7%;

    问题是:锂电池电量需要校准吗?如果需要,其背后的原理是什么?

    起因:

    如下图,笔记本用了两年后,最近发现会出现电量骤然下降的问题,且可以稳定复现:

    这个问题可能很早之前就出现了,因为我很少把电池用到这么低,所以可能没发现。

    此外,电池监控软件显示我笔记本的电池损耗在 12%,也不符合实际情况。因为自己用下来,在日常功率 20W 的情况下,大致只有 4 小时的续航,由此估计容量只剩 80Wh ,也就是损耗大概是 20%( 80/97wh )。

    两种说法:手动校准还是不校准

    简单搜索发现,维修网站 ifixit 有校准电池的指导,针对的是 macbook 和 iPhone ,文章编辑日期是 2020 年。

    具体做法充满电,再放电,再充满电。它还称 Apple 自己曾经也有类似的文章,我只找到了这个,其中声称 iOS 内置了电池校准,在用户充电放电至峰值后自动调整电池报告,需要数周的时间生效。

    DELL 官网也有类似的文章:

    并且称其解决的问题就是:

    laptop battery discharges quickly or the battery percentage drops suddenly (example: 20% charge to 6% in a short timeframe).

    但是,ChatGPT ( gpt-3.5 )、Bing AI 和 Reddit 等社区的一些说法称「锂电池不需要校准」。并且称:「完整充放电来校准电池会损坏电池」

    实践:

    抱着弄不好就换电池的态度。我自己实验了两次

    1. 充电到 100%,放电到 0%;再充满电;此时发现电池损耗从 12% 来到 18%;电池容量骤降的问题有点改善,不会从 32% -> 6.7%,而是 21 -> 6.7%;
    2. 充电到 100%,放电到 2%;此时发现电池损耗从 18% 来到 21%,还未测试有无改善。

    虽然电池容量显示下降了,但是这个 21% 似乎更符合实际情况,毕竟电池用了两年多,而且续航也绝对不是损耗 12% 的样子。

    其它信息

    发现卖锂电池的厂家,无论是手机还是 PC ,都会备注让用户完整充放电 2-3 次以「激活」电池。有评论说

    买回来显示只有 95% 的电量,如此操作后显示 100%……

    也有评论说:

    电池是几年前的库存,校准后反而只有 90% 的电量……

    问题

    1. 锂电池电量需要定期手动校准吗?尤其是我的笔记本、手机这样,常年保持在 60% 以上电量的情况下。
    2. 完整充放电在我的实验中确实能改变电池读数,为什么会这样?主要和硬件相关还是软件设计相关?
    第 1 条附言  ·  332 天前
    感谢一二三楼,果然还是要「问对问题」才能得到答案:

    ChatGPT 的火星车例子找不到官方说明,有可能是编的🤣

    ![]( )

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    10 条回复    2023-03-27 05:28:16 +08:00
    duke807
        1
    duke807  
       333 天前 via Android
    硬件分两种:
    1. 通过电池电压查表得出电池剩余容量
    2. 通过电量计芯片纪录电池充放多少电

    1 是很低端的方式
    2 是比较高端的

    对于 2 ,你反覆充电和放电,但又没充满和放完,那么会产生累积误差,所以需要隔一段时间充满一次
    lslqtz
        2
    lslqtz  
       333 天前
    2 是主流方式, 在明显不准的情况下需要校准.
    lslqtz
        3
    lslqtz  
       333 天前
    具体查阅库伦计相关内容.
    KepaThings
        4
    KepaThings  
    OP
       333 天前
    另外,我的 iPhone 几个版本更新下来,电池健康度从 86% 上升到了 90%,然而续航还是很差,是不是也是电池常年保持在较高水平,系统判断失误的原因。

    如果是这样,是不是以后要出二手,为了让电池健康度好看下,减少把电池用到低电量就可以了。虽然这个时候电池健康度仍然下降,但系统无法判断。(🤣
    aitianci
        5
    aitianci  
       332 天前
    提供一个线索,我的老三星手机电池容量还剩 60%的样子( accubattery 测量的),但依然能用到 15%才提醒我充电,而不是 40%就关机,我估计也是用了自动校正。
    autoxbc
        6
    autoxbc  
       332 天前
    #1 说的比较合理,不过我猜测电池芯片会同时参考两种方法,以 2 为日常计量,探测到电压陡降再参考 1
    Cu635
        7
    Cu635  
       332 天前
    笔记本是什么牌子什么型号?笔记本的电源管理软件没有“电池校准”功能么?
    Sxx1314
        8
    Sxx1314  
       332 天前 via Android
    校准的仅仅是库伦计对于电池剩余容量的估算而已。特别是老电池由于内阻增加导致高倍率放电时容量缩减严重,这时候需要所谓的校准流程给库伦计提供一个剩余容量值。但是呢竟然电池都已经老化到了这种地步容量会随着放电电流大小呈现两极分化的大小,所以就算校准了也不一定好用。老老实实更好电池才是重点。
    SeanTo
        9
    SeanTo  
       332 天前 via Android
    库仑计的精度是业界的难题,消费级的电量监测就更不可能追求十分精确。
    一款定形电池,厂家有个推荐的电压电量表。但随着电池的老化这个特性肯定是要变的。
    长期不校准,库仑计的误差就会很大,软件校准可以理解为它维护了一个特性表的副本。但为什么大多数时候感觉到误差特别大,一些聪明的软件会按一定的算法自己进行"不完全"校准,相对而言,人为校准过程算是"完全"校准。
    但所有的校准方法,都不是真正的完全校准。负载忽大忽小,库仑计的算法也算不准的。除非用恒定负载校准,使用时也是这个恒定负载,结果会比较准。
    SeanTo
        10
    SeanTo  
       332 天前 via Android
    库仑计的精度是业界的难题,消费级的电量监测就更不可能追求十分精确。
    一款定形电池,厂家有个推荐的电压电量表。但随着电池的老化这个特性肯定是要变的。
    长期不校准,库仑计的误差就会很大,软件校准可以理解为它维护了一个特性表的副本。但为什么大多数时候感觉不到误差特别大,一些聪明的软件会按一定的算法自己进行"不完全"校准,相对而言,人为校准过程算是"完全"校准。
    但所有的校准方法,都不是真正的完全校准。负载忽大忽小,库仑计的算法也算不准的。除非用恒定负载校准,使用时也是这个恒定负载,结果会比较准。
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