手機電量顯示背後的科學:三種電池電量監測方法原理與優劣
1. 庫侖計 —— iPhone 採用方案
- 原理:在電池正負極串聯極小取樣電阻,測量電流積分(庫侖數)追蹤充放電量。
- 優點:精度達 1%,結合電壓、溫度補償,極大減少老化誤差,幾乎不損傷電池。
- 缺點:電路成本較高。
2. 電壓測試法
- 原理:直接監測電池端電壓推算剩餘電量。
- 缺點:電壓-電量非線性,精度僅 >20%,電量 <50% 時誤差劇增,對電池保護有限。
電壓-電量非線性關係示意
3. 電池建模法
- 原理:依放電曲線建立查表,納入溫度、自放電、老化等參數修正。
- 優點:精度優於純電壓法。缺點:建表複雜,需大量實測數據支撐。
總結
庫侖計為三者中精度最高、對電池損傷最小、最適合 iPhone 等高階智慧型手機。這也是 iPhone 電量顯示相對準確的主因。