Индикатор показывает 30 %, а через пару минут устройство внезапно отключается — классический признак того, что отображаемый процент заряда литиевого аккумулятора перестал соответствовать реальному запасу энергии. Причина чаще всего кроется не в неисправности батареи, а в рассинхронизации между контроллером питания и фактической ёмкостью ячеек.
Разберёмся, как устройства вообще вычисляют процент заряда, почему со временем эти данные «плывут», что делать с калибровкой и на каком уровне заряда стоит держать литиевую батарею, чтобы она служила дольше.
Как устройство измеряет процент заряда
Литий-ионный аккумулятор не имеет встроенного «датчика уровня», как топливный бак автомобиля. Процент заряда вычисляется косвенно, и для этого используется связка методов.
Основной способ — измерение напряжения на клеммах. У литиевой ячейки напряжение меняется нелинейно: в диапазоне средних значений оно почти не отличается при большой разнице в заряде, а резкие изменения происходят лишь у крайних границ. Поэтому по одному напряжению точно определить, скажем, 40 % или 60 %, практически невозможно.
Второй метод — подсчёт кулонов (coulomb counting). Специальная микросхема, так называемый fuel gauge, измеряет ток, входящий в батарею и выходящий из неё, и накапливает баланс. Этот способ точнее, но подвержен накоплению ошибки: каждый цикл заряда и разряда добавляет небольшую погрешность, которая со временем суммируется.
💡Процент заряда — это не физическое измерение, а оценка контроллера, которая опирается на напряжение и подсчёт прошедшего тока. Поэтому погрешность в несколько процентов — нормальное явление.