Главная iXBT.com Конференция Блоги Games Видео Market Prosound ПроБизнес Каталог Фото РегистрацияВойти
≡
Последние темы
Зарегистрироваться
Конференция iXBT.com → Ноутбуки, нетбуки и ультрабуки → Правильная эксплуатация аккумуляторных батарей
Объявления
Объявления
550x70, 23.9Kb

Содержание

  • Общие сведения
  • Пара слов об адаптере питания
  • Ввод батареи в рабочий режим
  • Чем плохо НЕ вынимать батарею
  • Калибровка
  • Эксплуатация
  • Количество циклов разряд/заряд
  • Степень износа
  • Сокращение срока службы аккумулятора ноутбука с установленной Windows 7
  • Хранение батареи
  • Замена батареи
  • Всякие разности и хитрости

Предисловие

Производителям выгодно, когда аккумуляторные батареи меняются часто. Помните это, когда будете с пристрастием читать рекомендации по использованию аккумуляторной батареи в инструкции к ноутбуку.

Общие сведения


Особенности литиевых батареек
Общие сведения о Li-Ion аккумуляторах

Внутреннее устройство аккумуляторной батареи

640x277, 29.1Kb
Основные характеристики аккумуляторной батареи

300x185, 7.2Kb
  • Паспортная ёмкость - сумма полных (заводских) ёмкостей каждого элемента питания (На аккумуляторе указывается в mAh либо в W (миллиАмпер-час), в программах мониторинга выводится в mWh (миллиВатт-час))

    1mW(h)=V*(mAh/1000)

    Если взять в пример фотографию батареи выше, то получим её полную ёмкость, равную

    7,4*(4400/1000)=32,56 (Вт(ч))
  • Номинальная ёмкость - ёмкость, зафиксированная контроллером батареи при последнем 100% заряде аккумулятора. Со временем будет сильнее и сильнее отличаться в меньшую сторону от паспортной ёмкости
  • Процент износа батареи - разница в процентах между паспортной и номинальной ёмкостями.
  • Фактическая (текущая) ёмкость - ёмкость батареи, зафиксированная контроллером в данный конкретный момент времени.
  • Номинальное напряжение аккумулятора
  • Количество элементов - количество элементов питания и их номинальная ёмкость в упаковке аккумуляторной батареи. Может быть 4-cell, 6-cell, 8-cell, 9-cell и т.п. комбинации. Чем больше Li-ion элементов питания в батарее, тем она больше в размерах. Типовые значения ёмкостей элементов: 1500, 1700, 2200, 2400, 2600, 2800 mAh.
Battery Management and Monitoring Systems (BMS) - система контроля и управления батареей, включающая в себя контроллер батареи, контроллер зарядки в ноутбуке и программную составляющую BIOS и ОС.

444x61, 18.2Kb


Функциональные обязанности контроллера батареи заключаются в измерении:
  • Напряжения пиковое, отдельных элементов
  • Температуры средняя, минимальная, максимальная, элементов
  • Уровня заряда батареи
  • Состояния батареи износ, вероятность выхода из строя аккумулятора
  • Количество циклов заряд\разряд
Защита от:
  • Перегрева
  • Переохлаждения
  • ПереЗаряда отключение контроллером подачи напряжения при полном заряде
  • ПереРазряда при глубоком разряде будет невозможна зарядка батареи
  • Короткого замыкания
  • Превышения потребляемого тока
  • Увеличения внутреннего давления элементов питания (?)
Схема защиты батареи (контроллер) необходимы главным образом для того, чтобы предостеречь её от перезаряда и перегрева.

Что может случиться с ноутбуком при неправильной эксплуатации аккумуляторной батареи:
  • Замыкание, перегрев - Возгорание
  • Глубокий разряд - Потеря работоспособности

Пара слов об адаптере питания

 При работе от батареи можно подключать и отключать адаптер питания. Более того, можно при работе от сети спокойно вставлять и вытаскивать батарею из корпуса ноутбука.
(Прим.: некоторые модели ноутбуков не работают с вынутым аккумулятором)

Последовательность подачи питания в ноутбук для современных моделей не имеет практически никакого значения. Т.е. без разницы, подключается ли адаптер питания сначала к ноутбуку, а потом в эл. сеть, либо же наоборот, сначала в сеть, потом к ноутбуку. Появление на выходе напряжения, выше номинала, в современных импульсных БП практически исключено в силу их внутреннего устройства. Да и штатные БП у ноутбуков довольно качественны, их технология производство отточена годами. В самом ноутбуке также есть необходимая защита.
Хотя есть уже укоренившаяся последовательность действий, а именно: сначала подключить адаптер к ноутбуку и лишь затем к эл. сети.
(по принципу, что лучше, когда переходные процессы сосредоточены в БП, а не в ноутбуке).
Следовать ей или нет решать Вам.

Ввод батареи в рабочий режим

 В абсолютно новой батареи, которая после производства на предприятии ни разу не использовалась, активная масса электродов ещё окончательно не сформировалась. Чтобы вывести её на заявленную ёмкость, следует проделать несколько циклов заряд\разряд. В противном случае батарея может не выйти на паспортную ёмкость.
(Будет чуть меньше заявленной. Кто редко работает от батареи, тому и беспокоиться на этот счёт не стоит).

Расхожие заблуждения в отношении Li-Ion батарей
  • После покупки надо заряжать батарею часов 10 или оставить на зарядке на ночь

    Контроллер батареи будет разрешать батареи заряжаться ровно столько времени, сколько она заряжается до 100%. Новые (свежекупленные) аккумуляторные батареи заряжаются столько же, сколько и уже "рабочие" аккумуляторы.
    Иными словами, вот заряжается ваш аккумулятор в ноутбуке с 0 до 100% 3 часа. Вы решили купить вторую батарею той же ёмкости. Первая её зарядка будет проходить те же 3 часа, впрочем, как и последующие.
    Т.е. при зарядке в ночное время суток батарея ваша зарядится за 3 часа и дальше будет простаивать так же, как будто вы отключили зарядное устройство от ноутбука.
  • позже ещё что-нибудь добавится. предлагайте что?

Чем плохо НЕ вынимать батарею

 Аккумулятор за время простоя, находясь в ноутбуке, может разряжаться, причём существенно (на 5-15%). Дело в ноутбуке, где много чего может потреблять энергию даже в выключенном состоянии: контроллер-питальник дежурного режима, Embedded Controller, часть южного моста, в редких случаях сетевая карта.
Также не стоит оставлять подключённые к USB портам устройства. Некоторые из них могут заряжаться или потреблять энергию и при выключенном ноутбуке (к примеру у Toshiba и Lenovo документируется возможность заряжать от USB портов мобильные устройства. Такие USB порты обычно помечаются пиктограммой или отличаются по цвету).
Батарея ещё и сама по себе обладает некоторым % саморазряда во времени.
Эти факторы при длительном простое ноутбука могут разрядить батарею ниже минимально возможного уровня, в результате чего контроллер просто заблокирует возможность очередного заряда элементов питания привычным образом.
(Рекомендации по выходу из подобной ситуации, если она всё же произошла, приведены ниже по тексту в разделе ...)

Есть ещё одна напасть - температура. Все ноутбуки спроектированы по-разному, встречаются и такие, где корпус в районе отсека с батареей сильно нагревается по причине близкого расположения процессора/видеокарты. Для батареи температуры 55-60˚С уже считаются высокими. В таких случаях, когда компоненты ноутбука сильно греются (во время игры например), лучше вытаскивать батарею. Длительное и многомесячное воздействие высоких температур могут негативно сказаться на работоспособности элементов питания аккумулятора.

Калибровка

 Калибровка аккумуляторной батареи (а если быть точным-её контроллера) нужна для того, чтобы устранить накопленные в процессе работы батареи (неполных циклов разряд/заряд) ошибки. Из-за этих ошибок может некорректно выводиться время оставшегося времени автономной работы, текущая ёмкость батареи. Калибровка скорее всего не поможет, если через год ваша аккумуляторная батарея вместо 2х часов выдаёт только полтора. А вот если ОС показывает, к примеру, 30% заряд, а через 5 минут выключается ноутбук, профилактическую калибровку очень даже не помешает провести, следуя рекомендациям:

1. Полностью зарядить батарею
2. В настройках плана электропитания установите уровень почти полной разрядки батареи на 3-5%, после достижения которых ноутбук может завершать работу.
3. Не разряжайте сразу, пусть аккумулятор побудет 1-2 часа в 100% заряженном состоянии.
4. Отсоедините зарядное устройство, включите ноутбук. Либо оставьте его самостоятельно разряжаться, либо работайте как обычно за ноутбуком. По достижению 3-5% ноутбук выключится.
5. Оставить ноутбук в выключенном разряженном состоянии на 2-4 часа.
6. Подсоединить адаптер питания и полностью зарядить аккумуляторную батарею.
7. Шаги 1-6 можно повторить несколько раз.

Эксплуатация

 Аккумуляторная батарея ноутбука состоит из аккумуляторных элементов, сваренных между собой контактной точечной сваркой, и контроллера.

640x303, 45.2Kb


Рабочие пределы напряжений элементов в аккумуляторе начинаются с ~4.2В, что соответствует 100% заряда, и заканчиваются ~3,2В, соответствующим 0% заряда. Количество энергии, которое аккумулятор выдаёт в интервале 100-0% и является ёмкостью батареи. Какие-либо выходы за рамки рабочих напряжений, именуемые переЗаряд\переРазряд, и являются самыми опасными для аккумулятора. Но за этим присматривает контроллер в батарее.
Разряд до ~3,2В элементов батареи фактически считается концом рабочего цикла.

(Из глубокого разряда батареи, когда напряжение на хотя бы одном элементе упадёт ниже ~2,5-2,7В, её уже без спец. устройства не вывести. А если напряжение упадёт ещё ниже-тут только замена элементов и прошивка контроллера)

Не следует разряжать батарею ниже 20% от общей ёмкости, что примерно соответствует 3-5%, отображаемых в ОС. В противном случае могут возникнуть необратимые последствия.

По возвращению с мороза не надо сразу начинать заряжать подсевший аккумулятор. Аналогичным образом, как на морозе ёмкость аккумулятора падает, при повышении температуры\нагреве она несколько возрастает. Выше оговаривалось пагубное действие переразряда...К тому же, если до мороза батарея была полностью заряжена, после отогрева при комнатной температуре её ёмкость восстановится. При отогреве холодной батареи внутри неё также может образоваться конденсат, способный привести к замыканию эл.цепей внутри батареи.

В условиях низкого давления (например в горах) ёмкость аккумулятора также снижается.

Вредный совет: Основываясь на вышеизложенном физическом нюансе можно попытаться слегка уменьшить % износа батареи. А именно, охладить её, при комнатной температуре дать сойти конденсату и поставить на зарядку, пока она ещё холодная. В некоторых случаях процент износа уменьшается, в некоторых остаётся неизменным, а в некоторых батарея отправляется в утиль. В общем решайте сами.

Количество циклов разряд/заряд

 Полный разряд и последующий полный заряд являются циклом. Половиной цикла является разряд до 50% и последующий заряд. Два разряда на 25% и два заряда до 100% + разряд до 50% и последующий заряд до 100% как раз в сумме и набирают 1 цикл.
794x57, 12.2Kb

Т.о. можно, к примеру, 15 минут поработать от аккумулятора и потом снова поставить ноутбук на зарядку; на количестве циклов это отразится слабо.
Современные аккумуляторные Li-ion батареи способны обеспечить до 1000 (а то и больше) полных циклов разряд/заряд.

Для Li-ion батареи относительно справедлива следующая зависимость глубины разряда и количества рабочих циклов.

481x289, 36.7Kb


Степень износа

 Для начала рассмотрим программные способы получения информации об установленной батарее. Все значения программам предоставляет контроллер и, если он не обладает высокой точностью (а он ей не обладает), цифры могут быть далеки от реального положения дел. Определить степень износа элементов на основании полученных с контролера батареи данных могут программы, перечисленные в посте.

Выше условились, что величина износа батареи, определяемого на основании данных с контроллера, - верная, но лишь в определённых идеализированных условиях измерений, и ни разу не является точной величиной в реальных.
Погрешность измерения ёмкости встроенным контроллером ~ несколько %. Сама величина износа может плавать, в зависимости от вменяемости контроллера, который предоставляет информацию о батареи, довольно в широких пределах.
Не редки случаи, когда ноутбук очень мало работает от батареи, хотя программы показывают, что износ не велик, а заряда хватит на продолжительное время. В таких случаях батарея нуждается в замене. Как-то тренировать батарею, когда время работы ноутбука от неё совсем мало уже бесполезно.

В самом начале FAQ говорится, как измеряется степень износа аккумулятора. Чтобы минимизировать и так имеющую место быть погрешность, следует предварительно провести калибровку батареи перед снятием значения износа. Не редки случаи, когда % износа изменялся после калибровки в большую или меньшую сторону.

Сокращение срока службы аккумулятора ноутбука с установленной Windows 7

 После выхода на рынок новой операционной системы Windows 7 в сети начали появляться сообщения о том, что новая операционная системы выводит аккумуляторные батареи ноутбуков из строя. Особо рьяные противники новой ОС предлагали перейти на более ранние операционки, например на Vista или XP. В достоинства последней также записывали большее время работы ноутбука от батареи.

http://blogs.msdn.com/blogfiles/e7/WindowsLiveWriter/fe61257e82be_BA3/clip_image002_2.jpg


Разберёмся во всём по порядку:
  1. Гарантированный срок службы аккумуляторной батареи ноутбука равняется 6-12 месяцам по заверениям производителей (см. гарантийный талон). Важный момент - производители не гарантируют, что аккумуляторы в их ноутбуках проработают 3-4-5 или более лет. Пол года или год. Всё! Остальное как пойдёт.
  2. Информацию о состоянии аккумуляторной батареи предоставляет контроллер через ACPI-интерфейс. Вся информация является read-only. Операционная система ничего не пишет в прошивку контроллера батареи, только считывает сообщаемые им значения.
  3. Контроллер сообщает системе паспортную ёмкость батареи, номинальную (полную ёмкость после последней зарядки до 100%), фактическую ёмкость в данный момент времени. Серийный номер, имя производителя и т.п. параметры малоинтересны в контексте данного FAQ.
  4. Официальный ответ Microsoft по нападкам на Windows 7 http://blogs.msdn.com/b/e7ru/archive/2010/02/11/wind…ion-messages.aspx
  5. Шурик Сетевой хорошо описал связь Windows 7 и проблемах с батареей сообщением:
    цитата:
    Нововведения семерки - уход в сон при 5% остатка заряда (было при 3%) и появилась индикация непригодности аккумулятора к работе, перечеркнутая батарейка при падении емкости до 40%.
    В XP такого вообще не было, все жили в полном неведении относительно емкости батареи, контроль производился только по текущему уровню заряда. И постоянно были вопросы "батарейка заряжена на 100%, а машина работает 2 минуты и отключается".
  6. Немного философский вопрос, НО, откуда у пользователей уверенность, что производители аккумуляторов не начали удешевлять своё производство? Таким образом вполне может оказаться, что нынешние аккумуляторы куда хуже по качеству, нежели пятилетней давности.
  7. А в этом посте темы Сокращение срока службы аккумулятора ноутбука с Windows 7, #40 участник конференции mask89 сравнивает скорость разрядки батареи под Windows 7 и XP, тем самым опровергая предположения о куда более быстрой разрядки батареи под новой ОС, что якобы сильно изнашивает аккумулятор.
Из-за чего же всё-таки возникают проблемы с батареей на установленной Windows 7:
  • Заведомо бракованная батарея (некачественные элементы питания, ошибки в прошивке контроллера)

    Например на некогда знаменитом Asus EEE PC 701 (700, 900) контроллер батареи уже с завода рапортовал, что износ элементов питания составляет 98%. Со временем это значение не менялось. Да, под XP батарея нормально работала, нетбук отрабатывал заявленное производителем время. Под Windows 7 он также прекрасно работал, пусть и чуть меньше, но значок батареи в трее был перечёркнут и при нажатии на него высвечивалось сообщение с предложением заменить батарею.

    Другой пример проблем с батареей продемонстрировала компания Acer. В 2009 году ноутбуки некоторых серий были укомплектованы аккумуляторными батареями, имеющими ошибки в прошивке контроллера. Более того, в первой линейке Timeline одним из последних обновлений BIOS была исправлена ещё одна ошибка, из-за которой батарея могла перестать заряжаться выше 88-89%. Обе эти проблемы начали проявляться к концу 2009 года, т.е. примерно после годичного появления на прилавках ОС Windows 7. Не трудно догадаться, что владельцы ноутбуков меняли штатную Vista на более прогрессивную Windows 7.
    Как обычно при первом упоминании проблем с батареей фанатичные "эксперты" начали защищать своего любимого производителя и обвинять во всех проблемах операционную систему, слух о "нелюбви к батареи" которой уже ходил по сети Интернет.
    Огорчить своих фанов компания Acer смогла через несколько месяцев, сначала разместив, а после года, когда гарантия у владельцев ноутбуков с бракованными батареями кончилась, убрав заявление о партии бракованных батарей (Подробности о бракованной батарее в посте, об исправлениях в прошивке BIOS написано здесь). Таким образом владельцы пострадавших ноутбуков остались без батареи по окончании гарантии, т.к. никакого сообщения о браке прошивки уже и не было, а гарантия на батарею составляла те же год (а впоследствии политикой компании она была установлена в 6 месяцев). Кто-то обвинял компанию Acer, кто-то продолжал винить во всём Windows 7.

  • Изношенная батарея

    Не трудно догадаться, что многие владельцы "старых" ноутбуков, которые продавались с базовой ОС XP или Vista решали перейти на более современную и "дружелюбную к пользователю" Windows 7. Что ж, а почему бы и нет? Двухъядерные ноутбуки с дискретными видеоадаптерами были ещё до выхода Vista и на них вполне сносно бегала Windows 7. Одноядерные представители старшего поколения также особых проблем с производительностью под семёркой не испытывали...

    Железо со временем устаревает, это всем известно, но мало кто задумывается о том, что активное вещество элементов питания аккумуляторной батареи стареет ещё быстрее.

    Ввиду того, что при большом износе батареи операционная система Windows 7, как выше говорилось, перечёркивает значок батареи в трее и предлагает заменить аккумулятор, многие пользователи посчитали именно семёрку виновницей происходящего. Их можно понять, ведь ни под XP, ни под Vista подобных рекомендация не было.

    Повторяясь, операционная система лишь считывает информацию с контроллера батареи (ничего туда не записывая). Аккумуляторная батарея за 1-2 (не говоря уже о большем сроке) может потерять в ёмкости столько, что ноутбук больше 10-15 минут без сети и не проработает. "Дружелюбная операционка" вполне основательно может рекомендовать заменить батарею.

Хранение батареи

 Абсолютно не вредно держать батарею в ноутбуке, который часто работает от сети. После полной зарядки контроллер аккумулятора автоматически отключит подачу напряжения на него и батарея будет просто простаивать, также, как многие самостоятельно пытаются выполнять данную задачу, кладя батарею на полку.
Как только заряд аккумулятора упадёт ниже определённого порога (обычно 95-97%) контроллер разрешит подзарядиться батареи.
Некоторые модели ноутбуков предлагают возможность ограничения этого порога (обычно 80%), т.е. батарея не будет заряжаться, пока не разрядится до 80%. Это будет происходить дольше, чем в случае разряда до тех же 97%. Батерея реже подзаряжается, следовательно меньше циклов заряд\разряд, и, следовательно, аккумулятор будет меньше изнашиваться.

Хранить аккумуляторную батарею следует при 40% заряде в сухом прохладном месте (около +15˚С), избегая попадания прямых солнечных лучей. Периодически, в 2-3 месяца делать цикл заряд\разряд. (при низких значениях заряда скорость деградации батареи также велика)

514x294, 46.4Kb


Саморазряд у Li-Ion аккумуляторов хоть и мал, но присутствует. Причём максимальная скорость его достигается за первые сутки "простоя" аккумулятора, потом снижается до 5-7% за первый месяц и 1-3% за последующие. (Происходить в основном из-за выделения кислорода на "+" электроде. Контроллер в батарее также потребляет небольшую долю заряда аккумулятора).

В идеальных условиях "хранения" аккумулятор будет терять свою ёмкость со временем.

Стоит также учитывать температуры окружающей среды при эксплуатации и хранении аккумуляторных батарей ноутбука.

400x40, 8.7Kb
  • рабочие температуры li-ion аккумуляторов: +10...+35
  • температуры хранения: -25...+45

Замена батареи

 Новая батарея подчас стоит совсем не малых денег, и это не беря в расчёт расширенные батареи. Да и найти её в продаже не всегда легко.
Выход есть-обратиться в мастерскую по восстановлению аккумуляторных батарей, где вашу старую батарею перепакуют, заменив элементы. В случае "зависшего" контроллера обнулят его. После нормального восстановления аккумуляторная батарея может работать так же долго, как и новая.
Гарантия на батарею у различных производителей колеблется от полугода до года. Числовые значения износа, которые показывают различные программы НЕ являются аргументом, доказывающим необходимость замены батареи. Незначительное падение времени автономной работы при одинаковых условиях также ни чего не подтверждает.
А вот значительное падение времени автономной работы может служить поводом для обращения на замену батареи. (Является ли отдельно взятый случай гарантийным можно выяснить лишь после обращения в сервис к производителю).

Всякие разности и хитрости

 В ОС не показывается время оставшейся работы, только проценты
Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) - интерфейс конфигурации и управления питанием. Именно от уровня поддержки ACPI на конкретно взятой платформе и зависит возможность отображения оставшегося времени автономной работы в ОС. Если отсутствует способность вывода оставшегося времени работы в ч:мм, то также не доступна и Скорость разрядки батареи (а также где её узнать)
Программным методом определить примерное время автономной работы в ч:мм можно с помощью программы BatteryBar (есть бесплатная и платная версии)
Внешний вид:

355x209, 10.5Kb


Либо можно воспользоваться программой BatteryCare

334x346, 24.2Kb


Если батарея не заряжается выше какого-либо процентного значения (рекомендации от Acer)
Не редки случаи, когда батарея ни с того, ни с сего перестаёт заряжаться выше уровня, отличного от 100%. При этом никаких ограничений максимального заряда не установлено. В таком случае можно проделать рекомендации:
  1. вынуть батарею из ноутбука и дать ей пролежаться несколько часов, затем поставить на зарядку.
  2. полностью разрядить батарею и зарядить (выполнить калибровку).
  3. если верхние два пункта не помогли, то заменить батарею. (обычно это является решением)
  4. если не помогла замена батарея-сменить системную плату.
Ver. 1.5. © Dimas. Перепечатка полная или частичная допускается только со ссылкой на тему Правильная эксплуатация аккумуляторных батарей
За все действия, описанные или рекомендуемые в данном материале, ответственность несёте только ВЫ!