Chytré ochrany baterií ve smartphonech

Nabíjecí lithiové baterie lze dnes najít v téměř veškeré spotřební elektronice. Výrobci se dnes snaží svá zařízení optimalizovat pro co možná nejdelší výdrž, ale i jednoduchost a bezpečnost užívání. Dnes se podíváme na metody a strategie, jak váš mobilní telefon nebo tablet prodlužuje životnost své baterie.

Hardware ochrany baterie

Zařízení musí obsahovat jisté technické prostředky, aby mohla být zajištěna bezpečnost provozu vestavěné nabíjecí lithium-iontové baterie v zařízení. Na baterii je umístěn teplotní snímač, který měří teplotu lithiového článku a informaci o teplotě předává systému managementu baterie BMS. Další je měření napětí baterie, to musí být co nejpřesnější. V praxi se používá měření s rozlišením na jeden milivolt. V poslední řadě je na baterii přítomen i bočník na měření proudu. Jedná se o rezistor nízké hodnoty, procházející proud na něm vytvoří napětí, které BMS interpretuje jako hodnotu průchozího proudu.

Všechny tyto signály jsou zpracovány mikročipem umístěným přímo na kontaktech baterie. Ten pak komunikuje s dalšími komponenty uvnitř telefonu pomocí dvou datových vodičů umístěných vedle hlavních konektorů baterie na kabelu spojujícím baterii se základní deskou zařízení.

Obecné zásady

BMS se primárně stará o to, aby baterie nebyla vystavena extrémním podmínkám, jakými jsou vysoké a nízké teploty, zkrat, nadproud, přebíjení a podvybití. Druhotně se pak stará o optimalizaci životnosti baterie tak, aby například rychlé nabíjení nebylo uskutečňováno za příliš nízkých teplot. Uživatel o takových rozhodnutích není informován a bez speciální aplikace monitorující baterii nic nepozná.

Různí výrobci mají různé přístupy

Výrobce mobilních telefonů Samsung například upravuje dynamicky hodnoty nabíjecích proudů baterie nejenom podle teploty, ale i podle stavu nabití. Například do 50 % nabití povolí nabíjení baterie sníženým proudem až do teploty 50 °C.

Když se ale dostane stav nabití nad 80 %, nabíjení vypne již při 41 °C (nabíjení se obnoví při poklesu teploty pod 39 °C.). Zařízení Samsung také nedovolí nabíjet baterii velkým proudem, pokud její teplota nedosáhne alespoň 20 °C. Co se týče nízkých teplot, nabíjení je zastaveno, pokud je teplota nižší než 5 °C. Obnovení nabíjení poté nastane při 10 °C.

Apple na druhé straně u svých telefonů zastává jednodušší strategii. Nabíjení je přerušeno, pokud baterie dosáhne teploty bodu mrazu vody. Nabíjení baterie začne mírně zpomalovat, pokud teplota přesáhne 38 °C a je ukončeno při dosažení teploty 45 °C. Pro zajímavost varování, že iPhone potřebuje před použitím vychladnout, se objeví, když baterie dosáhne teploty 55 °C.

Různí výrobci dnes nabízí různé metody, jak omezit využití baterie do extrému, to může pomoci uživateli prodloužit životnost baterie. Řeč je například o automatické úspoře baterie, kdy při dosažení nízkého stavu baterie se například zakáže automatická aktualizace stavu aplikací na pozadí nebo v době nečinnosti telefonu. Dalšími jsou poté metody omezení maximálního nabití, často je tato funkce nazývána jako optimalizované nabíjení baterie. V praxi se tak omezí doba, kterou baterie stráví na úrovni plného nabití.

Na řadě je uživatel

Existuje mnoho faktorů, které elektronika chránící baterii prostě nemůže ovlivnit. Například okolní teplota má výrazný vliv na životnost baterie, jen uživatel ovlivní to, kde bude telefon skladovat a podobně. Uživatel také rozhoduje, zdali je nutné telefon nabíjet pokaždé rychlým nabíjením a zdali potřebuje každé ráno plně nabitou baterii. Stejně tak rozhoduje o tom, jestli je nutné baterii vybíjet do vypnutí zařízení, nebo připojit nabíječku o chvilku dříve. Třeba při 20 procentech zbývající energie v baterii.

Identita baterie

Nelze opomenout také to, že kromě hlídacích funkcí má ochranný čip baterie i vlastní paměť. V té je uloženo sériové číslo a další informace, například o tom kde byla baterie vyrobena a kdy. Další informace v pamětí jsou provozní a sbírají se celou dobu používání. Například u výrobce mobilních telefonů Apple se ukládá počet úplných nabíjecích cyklů, maximální, průměrná a minimální teplota baterie. Další informace se týkají napětí a proudů baterie. Ukládá se maximální nabíjecí a vybíjecí proud, zrovna tak jako maximální a minimální napětí. V poslední řadě si baterie pamatuje dobu, která uběhla od její aktivace. Lze tedy zjistit, jak dlouho je baterie v provozu.

Pozor na domácí opravy

Někteří výrobci hlídají, jestli se nezměnilo sériové číslo baterie v průběhu života telefonu. Pokud se tedy rozhodnete vyměnit zestárlou baterii například v iPhone 12 v domácích podmínkách, tak se připravte na to, že vám vyskočí notifikace o důležitém oznámení o baterii, v níž stojí, že baterie není originální. Starších modelů se toto omezení netýká. Výrobci se těmito opatřeními dlouhodobě snaží omezit používání neoriginálních dílů ve svých zařízeních.