本文來自微信公眾號：果殼
手機還剩 20% 的電量，發(fā)了兩條語音，自動關(guān)機了，難道我的手機充滿電只能發(fā)十條語音？
電動車顯示還剩 10% 電量，蹭了不到一百米，直接拋錨了，難道我的車滿電續(xù)航只有一公里？
電量焦慮這個事情就像中年危機，越看越焦慮，越焦慮就越想看。
在蘋果最新的 IOS 16 中，闊別五年的 iphone 百分比電量顯示又回來了。今天更新的 iOS 16.1 正式版做了優(yōu)化，在電量數(shù)值減少的同時，電池圖標(biāo)也會同步變化。（之前因為劉海屏設(shè)計的出現(xiàn)，擠占了頂部大部分空間。想知道還剩多少電量，只能通過下拉的方式在控制中心中查看。）
對于這樣的“回歸”，不少用戶缺大呼“缺德”—— 懸在手機頂上的百分比，就像定時炸彈的倒計時，自帶腦補音效，時刻提醒著你“該充電了”。
這個讓你焦慮的“百分比”，叫 SoC（State of Charge，荷電狀態(tài)），代表電池剩余容量和實際容量的比值。手機（或者電動車）還剩多少電，是無法直接測量獲得的，得通過測量電壓和電流，再估算獲得。
所以電池剩余電量是靠它自己蒙的？
通常，手機上顯示的“滿電”狀態(tài)，并不是電池真的充不進電 —— 廠商會給電池定義充電截止電壓和放電截止電壓：常見的一種情形是，1% 的電竟然能用很久，這可能是工程師想讓你盡早充電，以免電量真被耗盡，損傷電池。
有多種測量方法可以“蒙”出 SoC 值。常用的比如庫侖計（也稱安時積分法）—— 統(tǒng)計使用過程中的電流情況。簡單來說，在電池里安裝一個計量芯片，不同電流產(chǎn)生不同的壓差，芯片通過對變化的電流和時間進行積分，得到用戶使用時的電量，便能得到剩余電量。
這種測量方式的弊端在于它是一個開環(huán)的估算系統(tǒng)，不具備對初始值誤差的矯正能力和對由噪聲、測量偏差導(dǎo)致的誤差的調(diào)整能力。
另一種常見的是電壓測試法 —— 通過測量電池的電壓判斷電量的變化。在一定溫度下，電池的 SoC 與開路電壓（OCV）呈現(xiàn)一一對應(yīng)關(guān)系。但由于開路電壓的獲取往往需要長時間的靜置，讓開路電壓法在線估算難以開展。
比如磷酸鐵鋰電池的 OCV-SoC 曲線就是“非線性”的。在圖示范圍，即使 SoC 出現(xiàn)較大范圍的變化，反映在 OCV 的數(shù)值變化卻很小。
不同的測量方法都各有優(yōu)劣，共性是都存在誤差。廠商也在研究通過優(yōu)化算法（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、卡爾曼濾波、模糊算法等），建立更加準確的電量估算模型。比如在庫侖計法中，需要配合卡爾曼濾波法進行初值校準；在開路電壓法中，依靠歷史數(shù)據(jù)建立動態(tài)平衡電壓，再運用到 SoC 實時估算中。
“蒙”不準會造成什么后果？比如開頭舉的例子，顯示電量明明還剩 10%，但點開個 App，手機就沒電關(guān)機 —— 也許是因為電池老化，而 SoC 估算沒做好，沒有預(yù)測電池的衰減情況。
電量顯示不準確，加劇了人們的“電量焦慮癥”，為此大容量電池一度成為智能手機的重要賣點，手機廠商更是如同軍備競賽一般，瘋狂發(fā)展快充技術(shù)。只不過種種措施并沒有完全治好人們這塊心病。
屏幕顯示和通信模塊是影響智能手機功耗的最關(guān)鍵因素。
在功能機時代，手機屏幕小，更不用提追求高刷新率、高分辨率、廣色域等特性。大部分功能機都能達到幾天的續(xù)航，一些以長續(xù)航為賣點的機型，續(xù)航更是能達到數(shù)月。2010 年，飛利浦發(fā)布的一款 Xenium X513，電池容量僅 2000mAh，但待機能撐 60 天，可持續(xù)通話 20 小時。
換個視角，其實是電池塑造了我們手機的模樣。1973 年摩托羅拉發(fā)布 DynaTAC 8000X，也被稱“大哥大”，大是因為一半的體積和重量都被電池占了。6 節(jié)圓柱形鎳鎘電池組成的電池倉，充電 10 小時，通話 35 分鐘。
鎳氫電池技術(shù)的出現(xiàn)改變了人們對于手機“磚頭”的印象。1996 年，摩托羅拉翻蓋手機“StarTAC”是當(dāng)時市面上最輕、最小的手機，只有 88 克。
功能機時代，哪怕一塊電池的續(xù)航不長，也能通過換電池來“續(xù)航”—— 就像現(xiàn)在一些新能源車的換電續(xù)航方案一樣。
直到后來 iPhone 的出現(xiàn)，帶來了如今成為主流的一體機身，也帶走了“換電池”的便利。電池的體積隨著屏幕的面積一起變得越來越大。直到今天，有人拆開 iPhone 14 的內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)電池還占了近三分之一（在 iPhone 5 上最多曾占到一半）。
智能手機發(fā)展史上，不乏以“大電池”為賣點的機型。2015 年發(fā)布的金立 M5 擁有一塊 6020mAh 的電池，待機續(xù)航 49 天，可持續(xù)通話 71 小時，代價就是機身又厚又重（厚 8.5mm，重 214g）。
另有一些民間極客熱衷于自我探索通過軟件優(yōu)化來實現(xiàn)“省電”的解決方案，其中Android/ target=_blank class=infotextkey>安卓用戶群體最有代表性。
起初安卓機的硬件規(guī)格不高，單核 CPU，256M 或 512M 的運行內(nèi)存，系統(tǒng)運行緩慢、卡頓。論壇上流傳著各種 root 教程。很多第三方 ROM 的 UI 十分精美，但用戶更多希望卸載系統(tǒng)預(yù)裝應(yīng)用，釋放存儲空間，加速系統(tǒng)運行和省電。
現(xiàn)在還能找到“教開發(fā)者如何做一款省電的安卓 ROM”一類文章。移動互聯(lián)網(wǎng)時代的首批極客，通過將手機 root，安裝 Xposed 框架，使用“綠色守護”等軟件管理后臺，防止應(yīng)用在鎖屏?xí)r被自動喚醒。經(jīng)過這樣的“極致調(diào)教”，好一點的續(xù)航能力能達到三四天左右。
2010 年前后，剛剛被普及了智能手機的人們最熱衷的就是在網(wǎng)絡(luò)上討論和散播各種“省電玄學(xué)”：關(guān)藍牙、Wi-Fi，GPS 定位，主動清理后臺，甚至降低手機亮度，使用深色壁紙。。。。。。
安卓系統(tǒng)直到更新 5.0 時，才加入官方的省電模式，開啟后會降低性能，延遲部分程序的自動更新。
蘋果的省電模式是從 iOS 9 開始的：當(dāng)設(shè)備電量低于 20% 時自動激活，借由關(guān)閉背景應(yīng)用程序及定位服務(wù)等耗電來源以增加續(xù)航力，至設(shè)備電量超過 80% 時自動關(guān)閉。
直至今日，仍有人保留清后臺、關(guān)藍牙的習(xí)慣，即便這些措施對于延長續(xù)航已經(jīng)作用不大。根據(jù) Android Authority 的一項模擬測試，在一天使用中藍牙開與關(guān)的電量消耗差異僅有 1.8%。
明明智能手機對于后臺軟件的管理越來越成熟，鋰電池能量密度也越來越高，手機芯片功耗越降越低，可為什么“一天續(xù)航”的魔咒一直都還在呢？
那是因為雖然技術(shù)在進步，但需求和使用習(xí)慣也在跟著變。
受大屏和輕薄化趨勢影響，如今主流智能手機很少以“大電池”為賣點。快充成為解決電量焦慮的主流方案，“充電 5 分鐘通話 2 小時”曾一度是營銷范例，如今的天花板是 iQOO 10 Pro，充電規(guī)格達 200W，10 分鐘充滿 4700mAh 電池。
既然電池容量再難增長，那就增加它的“復(fù)活次數(shù)”，當(dāng)充電無需花費太多時間，甚至可以忽略的時候，低電量帶來的焦慮感就會少很多。
減少，并非完全消除。現(xiàn)在各家快充協(xié)議復(fù)雜，除公有的 PD、QC 快充，還有 OPPO 的 VOOC、vivo 的 FlashCharge 等私有協(xié)議，對充電頭及線材的適配要求高，很多人除了原裝充電套裝，并不會多配幾套覆蓋全場景。買一個不錯的第三方氮化鎵充電器價格在百元以上，又是一筆額外的成本。
電量焦慮的“心態(tài)問題”，最終要靠電池技術(shù)的發(fā)展。電池技術(shù)是個極其復(fù)雜的問題，要考慮電池壽命、安全性、效率、成本等各種因素，只靠增加能量密度解決不了問題。
電池充放電的本質(zhì)是離子在正負極之間定向運動，它在與電解液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時是有消耗的（還會受溫度影響）。電池被造出來的那一刻，壽命就在減少，即便放著不用，也有損耗。每個人的手機使用習(xí)慣不同，也會影響實際耗電速度。
目前結(jié)合快充技術(shù)，省電模式等，幾乎不需要我們以犧牲體驗為前提，追求長續(xù)航。只是得知了真相之后，才知道過去操的那些心，終究是“錯付”了。
