Мы настолько привыкли к указателю остатка энергии в углу экрана, что считаем его стандартным и точным счетчиком. На самом деле эти проценты, бывает, вычисляются с точностью «пальцем в небо». Именно из-за этого некоторые гаджеты могут выключаться, когда на экране еще несколько процентов заряда. Из-за этого также проходят такие странности, как разряд с 30% до 10% за несколько минут и с 5% до 1% за час. Почему телефоны и планшеты не могут правильно считать остаток заряда?
Один из способов понять электрический ток – изучать его по аналогиям, для чего лучше всего подходит струя воды. В такой аналогии аккумулятор можно представить в виде наполненной жидкостью непрозрачной бочки. Заглянуть внутрь, чтобы точно оценить остаток воды (он же заряд аккумулятора), невозможно. Приходится делать это по косвенным методами. Например, по напору воды, вытекающей из отверстия в бочке. Чем больше объем воды, тем больший напор.
В литиевых аккумуляторах напор означает напряжение батареи при разряде постепенно снижается с 4,2 В до 3,6 В. Остается только разделить этот диапазон на 100 частиц, и вот есть шкала от 100% до 0% заряда.
Проблема в том, что батареи разряжаются не плавно. Для каждого химического состава существует свой график разряда, который никогда не будет прямой линией. То есть по времени это выглядит так, что с 30% до 10% указатель может упасть за несколько минут, а с 5% до 1% – за час при той же нагрузке.
Другим фактором является нагрузка на аккумулятор. Чем оно больше, тем быстрее батарея разряжается. Гаджеты должны следить за собственным энергопотреблением и рассчитывать остаток емкости с его учетом. Но разработчики часто пренебрегают подобным усложнением алгоритмов отображения заряда.
Дополнительные сложности вносит старение аккумулятора. Хотите вы или нет, а через год батарея сможет запасти меньше заряда, чем новая. При этом с возрастом растет шанс саморазрядки. За это с новым аккумулятором телефон может, например, лежать в режиме ожидания два дня, а со старым – едва на полдня хватит. Даже новые литиевые аккумуляторы теряют от 1% до 3% заряда в месяц.
На доступный заряд также влияет окружающая температура. При охлаждении до нуля градусов литий-ионные аккумуляторы смогут отдать меньше заряда. А слишком высокая температура быстрее «убивает» батарею. Например, если ее температура регулярно превышает 30 градусов, количество его рабочих циклов (полный заряд-разряд) может сократиться на 20%.