Android4.4電池管理

一、概述

Android4.4的電池管理功能用於管理電池的充、放電功能。整個電池管理的部分包括Linux電池驅動、Android電池服務、電池屬性和參數、電池曲線優化四個部分。

Linux電池驅動用於和PMIC交互、負責監聽電池產生的相關事件，例如低電報警、電量發生變化、高溫報警、USB插拔等等。

Android電池服務，用來監聽內核上報的電池事件，並將最新的電池數據上報給系統，系統收到新數據後會去更新電池顯示狀態、剩余電量等信息。如果收到過溫報警和低電報警，系統會自動觸發關機流程，保護電池和機器不受到危害。

研究電池屬性和參數對提高電池子系統的性能也是很重要的，電池的性能越好，上報的數據越准確，因此研發人員也需對此有深入的了解。電池曲線優化是很重要的，電池曲線優化得越好，顯示的電量比越准確，放電曲線的線性度也越好，因此對放電曲線的優化是重中之重。

二、Android電池服務

1. Android電池服務的啟動和運行流程

2. Android電池服務的源碼結構<喎?/kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">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"center">

三、電池屬性和參數

1. 锂電池的六個主要參數

A. 電池容量

電池的容量由電池內活性物質的數量決定，通常用mAh或Ah表示。例如1000mAh就是能以1A的電流放電1h，換

算為所含電荷量大約為3600C。

B. 標稱電壓

電池正負極之間的電勢差稱為標稱電壓。標稱電壓由極板材料的電極電位和內部電解液的濃度決定。锂電池放

電圖是呈拋物線的，4.3V降到3.7V和3.7V降到3.0V都是變化很快的。唯有3.7V左右的放電時間最長，幾乎占到

了3/4的時間，因此锂電池的標稱電壓是指維持放電時間最長的那段電壓。锂電池的標稱電壓有3.7V和3.8V，如

果為3.7V，則充電終止電壓為4.2V，如果為3.8V，則充電終止電壓為4.35V。

C. 充電終止電壓

可充電電池充足電時，極板上的活性物質已達到飽和狀態，再繼續充電，電池的電壓也不會上升，此時的電壓

稱為充電終止電壓。锂離子電池的充電終止電壓為4.2V或者4.35V。

D. 放電終止電壓

放電電壓是指電池放電時允許的最低電壓。放電終止電壓和放電率有關，锂離子電池的放電終止電壓為2.7V。

E. 電池內阻

電池的內阻由極板的電阻和離子流的阻抗決定。在充放電過程中，極板的電阻是不變的，但是離子流的阻抗將

隨電解液的濃度和帶電離子的增減而變化。當锂電池的OCV電壓降低時，阻抗會增大，因此在低電充電時，要

先進行預充電，防止大電流引起電池發熱量過大。

F. 自放電率

是指在一段時間內，電池在沒有使用的情況下，自動損失的電量占總容量的百分比。常溫下，锂電池自放電率

在5%~8%。

2. 锂電池的工作原理

锂離子電池的正極材料通常有锂的活性化合物組成，負極則是特殊分子結構的碳。常見的正極材料主要成汾喎?/kf/yidong/wp/" target="_blank" class="keylink">WPC9wPgo8cD4gICAgICDOqiBMaUNvTzIgo6yz5LXnyrGjrLzT1Nq157PYwb28q7XEtefKxsbIyrnV/byrtcS7r7rPzu/KzbP2767A69fTo6zHtsjruLq8q7fW19PFxcHQs8rGrLLjveG5ubXEzLw8L3A+CjxwPiAgICAgINbQoaO3xbXnyrGjrO+uwOvX09TytNPGrLLjveG5ubXEzLzW0M72s/ajrNbY0MK6zdX9vKu1xLuvus/O773hus+ho++uwOvX07XE0sa2r7L6yfrBy7XnwfehozwvcD4KPHAgYWxpZ249"center">

3. 锂電池的充電方式

锂電池的充電主要分三步完成：預充電、橫流充電、恆壓充電。

第一步：當電壓小於3V時，要先進行預充電，預充電的電流一般為充電電流的10%，預充電結束條件為Vbat電

壓達到3V；
第二步：當電壓大於3V並小於4.2V時，進行恆流充電，恆流充電的電流一般為0.2C~1C；

第三步：當Vbat電壓達到4.2V時，進行恆壓充電，此時充電電流會逐漸減小，當恆壓充電電流減小為橫流充電

電流的15%或20%時，充電結束，如果使用了庫侖計，充電結束的條件要加上庫倫計的電量是否達到

100%；

4. 锂電池的放電方式

锂電池的方式需要注意以下幾點：

A. 放電電流不能過大，過大的電流導致電池內部發熱，有可能會造成永久性的損壞；

B. 絕不能過放電，锂電池最怕過放電，一旦OCV電壓低於2.7V，將可能導致電池報廢；

C. 電池放電電流越大，放電容量越小，電壓下降更快，因此電池在大負荷工作後，減小負荷會出現電壓回升現

象，就是所謂的“回電”現象；

四、電池曲線

電池曲線包括充電曲線和放電曲線，用戶一般更關注放電曲線的線性度。

1. PMU計算剩余電量的方式

PMU計算電池剩余電量的方式有兩種：一種是通過OCV電壓計算得到，另一種是通過電量計計算得到。當使用

電量計計算剩余電量時，需要和OCV一起校正剩余容量。開始從100%放電時，PMU寄存器計算得到的剩余電

量以電量計的計算結果為准，當電量降低到95%時，PMU會參考OCV，然後校正電量計算出來的剩余電量。當

剩余電量降低到95%以下時，剩余電量又以電量計為准。當電量降低到7%時，PMU又會去參考OCV，校正電量

計的剩余電量。當電量降低到7%以下時，剩余電量以電量計為准。

2. 影響電池曲線精准度的因素

影響因素主要包括電池的內阻（RDC）、電池容量、新電池的激活狀態以及測量電池曲線的方法。

A. 電池內阻

理論上電池內阻越小，測出來的曲線越精准。當電池在使用時，電池內阻也是隨之變化的，因此電池內阻的

變化幅度會影響電池曲線的精准度；

B. 電池容量

電池在出廠時，廠家會給出電池的標稱容量，有些時候電池的標稱容量和實際容量不一致，甚至相差很大，

這樣一來電池放電曲線的線性度也會受到影響。因此，最好使用測量工具測到的電池實際容量。

C. 新電池的激活狀態

電池在剛出廠時，沒有被完全激活，此時電池表現出來的OCV和實際電量的對應關系會不穩定、不准確，因

此新電池在測電池曲線之前，需要進行多次的完全充放電。

D. 測量電池曲線的方法

如果測量電池曲線的方法不正確，也會導致測得的電池曲線線性度不好。例如，測試板和電池之間的連接線

太長、太細，這樣會使電池的RDC偏大，測出來的曲線就不准確。因此，在測量的時候，要盡可能的避免增

加電池的RDC。

此外，測量次數也要盡可能的多一些，因為有時候一些環境因素也會影響測量結果。