スマートフォンのバッテリーが一瞬で10%減る謎を解明

MTK モバイルネットワーク: 朝早く起きて新しい一日の仕事を始めるときは、完全に充電された Android スマートフォンを充電器から外し、ボタンを軽く押して電子メールを同期します。のんびりとシャワーを浴び終えて、受信したメールをチェックしていると、突然、携帯電話のバッテリー残量が瞬時に 90% に戻っていることに気が付きました。これは私の目から見て取れますか? 10分も経たないうちに10%の電力が消費されました。このバッテリーは弱すぎないでしょうか？ ！

はい、古い携帯電話のバッテリー寿命が以前ほど良くないというのは、今日のスマートフォンユーザーの間でよくある不満です。そしてそれは本当です。数年前は、出張中に誤って S40 を家に忘れてきたとしても、1 週間後に戻ってきても携帯電話はまだ正常に動作していました。対照的に、最新のスマートフォンを見ると、待機時間が 2 日を超える例はほとんど見られません。

なぜこんなに大きな差があるのでしょうか？初期の携帯電話は通常、電話をかけるためだけに使用されていましたが、今日の携帯電話には、電子メールの送受信、Web の閲覧、GPS ナビゲーション、写真の閲覧、ビデオの視聴など、より多くの機能があります。初期の携帯電話の画面は 128 x 128 の小さな白黒画面でしたが、今日の携帯電話には 4.3 インチの大きなカラー画面を搭載できます。これらすべての変化の最終的なコストは、指数関数的に増加する電力消費です。

興味深いことに、バッテリー充電技術の向上により、ユーザーのバッテリーに対する誤解も増加しました。初期の携帯電話の充電保護設計には明らかな欠陥があり、バッテリーが飽和状態になると、入力電力が削減され、常にバッテリーが最大充電状態のままになります。短期的には、このアプローチによりバッテリーは確かに最大値に達することができますが、この状態を長時間維持するとバッテリーに損傷を与えることになります。バッテリーに関する権威あるウェブサイト Battery University では、次のように説明しています。「バッテリーを最大充電状態に維持する時間はできる限り短くする必要があります。そうしないと、電源から出力される電圧によってバッテリーの腐食が加速され、特に高温条件下で顕著になります。」

多くの携帯電話で、充電器を抜いた後、短時間でバッテリー残量が 10% 低下するのは、充電中にバッテリー残量が 100% に達すると、充電保護機能が作動するためです。この機能により、充電器から流入する電力が直ちに遮断され、バッテリー残量が自動的にゆっくりと消費され、バッテリー残量が約 90% に低下してから充電プロセスが再開されます。ほとんどの場合、充電器を抜いたときのバッテリー残量は約 90% なので、なぜこんなに早く 10% 減ってしまうのかは簡単に理解できます。このため、携帯電話を一晩充電してもあまり意味がありません。バッテリーが充電と放電を繰り返すだけだからです。

この点を証明するために、海外の有名なAndroidウェブサイトであるPhandroidのテストチームは、直接充電実験を行い、バッテリーの動作状態を10秒ごとに記録しました。複数の携帯電話で1週間のテストを行った後、次のデータチャートを作成しました。

この写真は、Android オペレーティング システムに付属のバッテリー ツールによって記録されたバッテリーの動作状態を示しています。オレンジがかった赤色のデータ ラインは、携帯電話を充電器に接続した後、バッテリー電力が徐々に 100% に達し、流入電流 (緑色のデータ ライン) が徐々に減少していることを示しています。充電が最大値に達すると、充電器からの電流が突然完全に消え、充電保護機能が働き始め、バッテリーが自己消費の非充電状態になります。しかし、約 2 時間後、充電器からの電流がグラフに再び表示され、10 分間隔で短時間現れたり消えたりする安定したサイクルに入りました。

6:50 から、3 つのデータ ラインすべてが急激な下降傾向を示しており、これは携帯電話が充電器から外されたことを意味します。しかし、最初の 3 分間は、オレンジ色と赤色のデータ ラインでバッテリー レベルの低下傾向は見られませんでした。オレンジ色と赤色のデータ ラインが 6 パーセント ポイント急激に低下し始めたのは、3 分経過後になってからでした。

どうやら携帯電話に内蔵されている電力統計機能は正確ではないようです。それでは、専用の電力テストソフトウェアを使用したテストチームのテスト結果を見てみましょう。下の図の青いデータ ラインは、専用の電力テスト ソフトウェアのデータ結果です。

充電時にほぼ常に 100% の電力を維持する内蔵電力統計 (オレンジ色の線) と比較すると、実際の電力値は 90% から 100% の間を推移していることが明確にわかります。そのため、充電器を抜くと、実際の電力データはすぐに 93% に反映されます。このことから、バッテリーが大量の電力を消費しているのではなく、充電器を抜いた時点でバッテリーの電力が 93% しかない可能性があることがわかります。

携帯電話メーカーはなぜこのように設計するのでしょうか?なぜなら、彼らには3つの選択肢しかないからです。

解決策 1: 古い充電技術を使用して、バッテリーの充電を常に最大値の 100% に保ちます (これは、初期のバッテリー充電ソリューションでした)。しかし、前述したように、この未熟な充電方法はバッテリーを損傷し、バッテリー寿命を縮めるため、現在では廃止されています。

解決策 2: 新しい充電テクノロジーと正確な電力統計を使用します (青色のデータ ラインの電力統計ソリューションと同様)。

解決策 3: 新しい充電技術と不正確な電力統計を使用します (つまり、現在の Android システムに付属している電力統計ソリューション)。

オプション 2 と 3 に注目しましょう。オプション 2 は多くのユーザーに不安を与えるでしょう。なぜなら、携帯電話を充電器にどのように接続しても、最大バッテリー レベルが常に 90% 程度で、完全に充電できない状態を見たい消費者はいないからです。まず、充電器またはバッテリー自体に問題があるのではないかと疑います。それに比べて、解決策 3 によって充電器を抜いた後に電力が急激に低下する現象は消費者にも気づかれるものの、実際にバッテリーや充電器自体の問題について苦情を言う消費者ははるかに少ないでしょう。2 つの悪のうち、よりましな方を選ぶべきであり、これが解決策 2 ではなく解決策 3 が採用される理由です。