Android4.4电池管理

时间 2019-11-12

标签 android4.4 android 电池管理栏目 Android 繁體版

原文原文链接

1、概述java

Android4.4的电池管理功能用于管理电池的充、放电功能。整个电池管理的部分包括Linux电池驱动、Android电池服务、电池属性和参数、电池曲线优化四个部分。android

Linux电池驱动用于和PMIC交互、负责监听电池产生的相关事件，例如低电报警、电量发生变化、高温报警、USB插拔等等。数据结构

Android电池服务，用来监听内核上报的电池事件，并将最新的电池数据上报给系统，系统收到新数据后会去更新电池显示状态、剩余电量等信息。若是收到过温报警和低电报警，系统会自动触发关机流程，保护电池和机器不受到危害。socket

研究电池属性和参数对提升电池子系统的性能也是很重要的，电池的性能越好，上报的数据越准确，所以研发人员也需对此有深刻的了解。电池曲线优化是很重要的，电池曲线优化得越好，显示的电量比越准确，放电曲线的线性度也越好，所以对放电曲线的优化是重中之重。工具

2、Android电池服务性能

1. Android电池服务的启动和运行流程测试

2. Android电池服务的源码结构优化

　　　
         Framework\base\services\java\com\android\server
        ├── SystemServer.java
                 建立BatteryServices、PowerManagerService、ActivityManagerService
        ├── BatterySevices.java
                 监听底层上报的battery事件，广播电池发生改变的消息spa

         Framework\base\services\java\com\android\server\am
        ├── ActivityManagerService.java
                 建立BatteryStatsService
        ├── BatteryStatsService.java
                 统计和记录电池参数的信息server

         Framework\base\services\java\com\android\server\power
        ├── PowerManagerService.java
                 监听电池发生变化的广播消息，并调节系统的电源状态，例如亮屏

         Framework\base\core\java\com\internal\os\
        ├── BatteryStatsImpl.java
                 统计和记录电池参数的信息，并通知其余模块

         System\core\healthd
        ├── healthd.cpp
                 建立uevent socket，监听内核上报的内核事件
        ├── BatteryMonitor.cpp
                 初始化本地电池数据结构，将power_supply路径下属性节点路径填充进去，
        ├── BatteryMonitor.h
        ├── BatteryPropertiesRegistrar.cpp
                 建立电池属性监听器，并将其注册到Android的系统服务中
        ├── BatteryPropertiesRegistrar.h

3. 电池系统从底层向Framework层上报数据的流程

3、电池属性和参数

1. 锂电池的六个主要参数

A. 电池容量

电池的容量由电池内活性物质的数量决定，一般用mAh或Ah表示。例如1000mAh就是能以1A的电流放电1h，换

算为所含电荷量大约为3600C。

B. 标称电压

电池正负极之间的电势差称为标称电压。标称电压由极板材料的电极电位和内部电解液的浓度决定。锂电池放

电图是呈抛物线的，4.3V降到3.7V和3.7V降到3.0V都是变化很快的。惟有3.7V左右的放电时间最长，几乎占到

了3/4的时间，所以锂电池的标称电压是指维持放电时间最长的那段电压。锂电池的标称电压有3.7V和3.8V，如

果为3.7V，则充电终止电压为4.2V，若是为3.8V，则充电终止电压为4.35V。

C. 充电终止电压

可充电电池充足电时，极板上的活性物质已达到饱和状态，再继续充电，电池的电压也不会上升，此时的电压

称为充电终止电压。锂离子电池的充电终止电压为4.2V或者4.35V。

D. 放电终止电压

放电电压是指电池放电时容许的最低电压。放电终止电压和放电率有关，锂离子电池的放电终止电压为2.7V。

E. 电池内阻

电池的内阻由极板的电阻和离子流的阻抗决定。在充放电过程中，极板的电阻是不变的，可是离子流的阻抗将

随电解液的浓度和带电离子的增减而变化。当锂电池的OCV电压下降时，阻抗会增大，所以在低电充电时，要

先进行预充电，防止大电流引发电池发热量过大。

F. 自放电率

是指在一段时间内，电池在没有使用的状况下，自动损失的电量占总容量的百分比。常温下，锂电池自放电率

在5%~8%。

2. 锂电池的工做原理

锂离子电池的正极材料一般有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳。常见的正极材料主要成分

为 LiCoO2 ，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳

中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，从新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。

3. 锂电池的充电方式

锂电池的充电主要分三步完成：预充电、横流充电、恒压充电。

第一步：当电压小于3V时，要先进行预充电，预充电的电流通常为充电电流的10%，预充电结束条件为Vbat电

压达到3V；
第二步：当电压大于3V并小于4.2V时，进行恒流充电，恒流充电的电流通常为0.2C~1C；

第三步：当Vbat电压达到4.2V时，进行恒压充电，此时充电电流会逐渐减少，当恒压充电电流减少为横流充电

电流的15%或20%时，充电结束，若是使用了库仑计，充电结束的条件要加上库伦计的电量是否达到

100%；

4. 锂电池的放电方式

锂电池的方式须要注意如下几点：

A. 放电电流不能过大，过大的电流致使电池内部发热，有可能会形成永久性的损坏；

B. 毫不能过放电，锂电池最怕过放电，一旦OCV电压低于2.7V，将可能致使电池报废；

C. 电池放电电流越大，放电容量越小，电压降低更快，所以电池在大负荷工做后，减少负荷会出现电压回升现

象，就是所谓的“回电”现象；

4、电池曲线

电池曲线包括充电曲线和放电曲线，用户通常更关注放电曲线的线性度。

1. PMU计算剩余电量的方式

PMU计算电池剩余电量的方式有两种：一种是经过OCV电压计算获得，另外一种是经过电量计计算获得。当使用

电量计计算剩余电量时，须要和OCV一块儿校订剩余容量。开始从100%放电时，PMU寄存器计算获得的剩余电

量以电量计的计算结果为准，当电量下降到95%时，PMU会参考OCV，而后校正电量计算出来的剩余电量。当

剩余电量下降到95%如下时，剩余电量又以电量计为准。当电量下降到7%时，PMU又会去参考OCV，校订电量

计的剩余电量。当电量下降到7%如下时，剩余电量以电量计为准。

2. 影响电池曲线精准度的因素

影响因素主要包括电池的内阻（RDC）、电池容量、新电池的激活状态以及测量电池曲线的方法。

A. 电池内阻

理论上电池内阻越小，测出来的曲线越精准。当电池在使用时，电池内阻也是随之变化的，所以电池内阻的

变化幅度会影响电池曲线的精准度；

B. 电池容量

电池在出厂时，厂家会给出电池的标称容量，有些时候电池的标称容量和实际容量不一致，甚至相差很大，

这样一来电池放电曲线的线性度也会受到影响。所以，最好使用测量工具测到的电池实际容量。

C. 新电池的激活状态

电池在刚出厂时，没有被彻底激活，此时电池表现出来的OCV和实际电量的对应关系会不稳定、不许确，因

此新电池在测电池曲线以前，须要进行屡次的彻底充放电。

D. 测量电池曲线的方法

若是测量电池曲线的方法不正确，也会致使测得的电池曲线线性度很差。例如，测试板和电池之间的链接线

太长、太细，这样会使电池的RDC偏大，测出来的曲线就不许确。所以，在测量的时候，要尽量的避免增

加电池的RDC。

此外，测量次数也要尽量的多一些，由于有时候一些环境因素也会影响测量结果。