智能手機被凍傻了?手機電量顯示精度橫評

雷鋒網 於 02/03/2016 發表 收藏文章

前段時間寒潮席捲大半個天朝,我等社會主義接班人在被凍傻嗶~的時候,估計不少手機用户是懵逼的。如果你的朋友突然失聯了,不要擔心,他們只是大義凜然地親測了什麼叫做“凍關機”了……

那一天,人類終於回想起曾經一度被電量不足所支配的恐怖和手機沒電的那份屈辱:眼看着還有20%電量,狂野飆車就剩最後一個彎,給女朋友的道歉微信就差一個字,柯南就差一句話就能把兇手指出來,淘寶剁手黨就差點一下支付,手機他喵的居然關機了!!!(╯‵□′)╯ ┴─┴


連馬斯洛需求理論最底層的“電量”都無法保證,還談什麼脱離低級趣味!連電量顯示都坑我們,人生在世,還有什麼比這更沒有安全感的嗎?懷抱着被電量顯示坑過的無限悲憤,我們決定研究重要的人生命題:手機上的電量顯示真的準確嗎?

常温測試


我們按照價位段選取了5部機器進行測試,當中包括5000元級的iPhone 6s(沒錯,就是“凍關機”案的主角)、兩千元級的魅族MX5和OPPO R7s、千元級的紅米Note3和華為G7。

這裏隆重介紹我們的拷機工具Fast discharge和Battery Monitor Widget,前者可以通過屏幕、閃光燈常亮和CPU高頻運算等方式讓手機以固定負載放電,而後者是最專業的電量信息記錄工具,沒有之一。因為iPhone沒有這兩個軟件,所以使用慢動作攝影加閃光燈進行恆定輸出。

在這種固定負載之下,手機會以線性的速度掉電,如果記錄的耗電曲線不是直線,那明顯就是其電量統計不準了。


室温下,兩千元和千元級的幾部手機都沒有掉鏈子,除了最低端的華為G7有一定程度的電量虛報外,幾乎都能與理想掉電曲線重合。

低温放電測試


寶寶心裏冷,但寶寶不説

化學老師告訴過我們,低温會影響電池化學反應的速度和效率,但電量統計也不應該出現飄忽不定或者突然掛掉的情況。而iPhone在低温下究竟發生了什麼事?其他手機也會不會出事呢?我們還是用實驗數據説話。

還是和上面一樣的測試方法和實驗對象,但是測試環境改為0度的恆温箱:


低温下, iPhone 6s前半段只是掉電比平常快,而且曲線還經常玩漂移,去到後半段居然用1%堅持了半個多鍾。不過可能因為iPhone測試機是新機,所以並沒有出現凍關機情況。網友們被凍關機應該是因為手機使用一段時間後,電量統計誤差增大所致。


兩千元級機器這邊,OPPO R7s掉電出現了“一步一個台階”的現象,但表現要比其他幾部機器好多了,電量度數受到温度的影響很輕。但旁邊的MX5情況就不太樂觀了,機器全程電量虛報,最後15%電量左右直接就凍關機了。


千元機組,紅米Note3除了早期出現輕微的掉電偏快外,其餘表現是5部機器中最好的。但它旁邊的G7出現了誇張的電量度數偏離,25%電量後突然就撒手人寰了……

為何手機表現各不同?


蘋果説iPhone突然關機其實是對電池的低温保護,但那條飄得熱情奔放的電量曲線卻把蘋果的臉都打腫了。

當然,作為有知識、有文化、有追求、有Google的四有青年,我們這些機佬更感興趣的是不同手機電量統計精度差異的原因,所以小編羞羞地去查了資料……


整個故事要從手機上那顆不起眼的電量計芯片説起,大家或許還有印象,當年用諾基亞神磚的時候,所謂的電量統計只是一些3~5格的格子(如上圖)。雖然精度很低,但一週一充的設備其實也不需要怎麼關注電量。後來伴隨着的真·智能機的普及以及手機續航的崩塌,電量計芯片迎來技術升級,我們也邁進了百分比電量顯示的美好時代。

從以前的3~5格到現在的100格,精度攀升了20倍有餘,這幕後的功臣就是電量計芯片,但手機在不同温度、不同年紀,甚至不同放電電流(玩遊戲、看電影等不同功耗的任務)都會有一定的可用容量波動。電量顯示精度與電量計息息相關,然而電量計這麼影響“用機安全感”的元件,卻被大家遺忘了,結果手機廠商根本沒標電量計的資料,迫不得已,我們只能上拆機了。
拆機分析


iPhone 6s的電量計芯片出自德州儀器之手,被放置在和電池一齊封裝的電路板上。


具體型號比較特殊,是德州儀器為蘋果定製的 SN27546。


OPPO R7s電路板節選,其採用的也是德州儀器的電量計,芯片放置在和鋰電池直接連接的獨立電路板上,被一大堆黏糊糊的絕緣膠包圍。

具體型號為德州儀器的BQ27541。


紅米Note3主板圖


紅米Note3使用的是賽微(CellWise)的電量計,型號為CW2015。芯片非常小巧,放置在了電源排線接口的背面。


魅族MX5電路板節選,機器並未搭載獨立的電量計芯片。


華為G7電路板節選,同樣沒有搭載獨立的電量計芯片。


電量計型號統計表

拆機查看芯片上的打標後發現,5部手機中只有3部手機使用了獨立電量計。其中蘋果iPhone 6s、紅米Note 3、OPPO R7s使用了獨立的電量計,而魅族MX5、華為G7都沒有獨立電量計IC,手機上報的電量得靠CPU自己估算,電量顯示精度差、低温下都出現不着天際的誤差,甚至冷關機等問題就在所難免了。


MX5電池老化前後的放電曲線對比圖

此外,不使用獨立電量計還有老化偏移的問題。也就是説,正常使用過程中,隨着電池老化,電量顯示的誤差會不斷增加。為此,我們特意對比了全新以及使用半年後的MX5。即便是常温,使用過一段時間的MX5,其放電曲線都有得非常感人的偏離,已經非常影響日常使用了。

實際使用中,如果發現手機用久了電量顯示越來越不準,那很可能是機器沒有加獨立電量計惹的禍,這類機器很可能會出現非常誇張的電量顯示誤差(MX5不要到處看了,説的就是你)。更悲劇的是,電量越低誤差越大,但這正是我們對電量最敏感的區域……

不過,同樣是獨立的電量計,表現也有所不同。紅米Note 3上使用的賽微電量計,表現倒出乎意料地好,而iPhone 6s和OPPO R7s都使用TI的電量計,在低温下卻有截然不同的表現。凍關機事件過去這麼多年,蘋果依舊沒有對電量計芯片的低温特性進行優化,這就顯得不太地道了。

最後的碎碎念

雖然現在用户的認知度還不高,但電量計精確度會直接影響我們對一部手機續航的心理預測。精確的電量指示可以讓我們在5%電量的時候還敢打一通重要的電話。如果電量指示不準確,即便顯示50%我們也會擔心電池會掉鏈子,這是個關乎到安全感的重要命題。

但很遺憾的是,即便不是極端天氣,很多使用非獨立電量計的手機也沒辦法提供精確的電量指示。此外,假如電量計算有10%的誤差,那麼電池就會有10%的容量永遠用不了,手機續航時間也就減少了10%,本已尿崩的續航根本經不起這樣的折騰。


在我們談論充電五分鐘通話兩小時、Type C、石墨烯等黑科技之前,各位廠商老爺,敢不敢先優化好你家的電量顯示精度?


資料來源:雷鋒網
作者/編輯:方查理

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