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鈴の音情報局blog

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携帯の電池を考える

最近誰も語らなくなった携帯の電池が膨らむ問題。
電池が妊娠するとか言われていましたが、私のドコモの携帯のバッテリーも膨らんでいました。

私はほとんどドコモの携帯でパケット通信をし、メールもウェブ閲覧もアプリも全てドコモです。
ソフトバンクは完全にテスト用です。

そのよく使っているドコモの携帯のバッテリーが膨らみました。
真ん中で0.5mmか0.8mm程度の膨らみなので意外とぱっと見では判りにくいです。
現にドコモショップの査定では膨らんでると判断してもらえませんでした。
しかし一回充電あたりの利用時間がかなり短くなった気がします。
それでバッテリーを貰いに行きました。

私もこの程度で膨らんでいると査定してもらえないだろうと思い、初めからプレミアムクラブの
プレミアステージの1年間以上同一機種の使用でバッテリーを無料でくれるというサービスで
もらいに行ったので特に問題はありませんでした。ドコモショップの側から「膨らんでないか
見させて頂きます」って言われて逆に驚きました。

新しいバッテリーをもらってみて同じものを二つ並べてみると違いがよくわかります。
比べてみてようやく古いバッテリーは膨らんでることが確定しました。

気を取り直して新しいバッテリーをどんなものかと使ってみた。
まずはバッテリーの慣らしから・・・というのが私の使い方だが、結論から言うとこの
バッテリーに慣らしは不用だったようだ。何故か初めからすごく本来の性能が
出ているように感じる。旧バッテリーに比べて倍ぐらいの時間をいきなり使えた。

使っている端末を買った時は初めは本来の性能の半分ぐらいしか使用時間が出ず、
慣らしをしてやっと初めの倍ぐらいの使用時間に伸びたという経験をしていたから驚いた。

私が他の端末を含めてバッテリーの慣らしについて試行錯誤をしてみてわかったことは、
現在携帯に使われているリチウムイオン電池は生産直後は最高性能を発揮できる
(起きている)状態になっていて、未使用状態で生産から半年程度も経てば充電しても
性能が半分~2/3程度までしか発揮できない状態(寝ている状態)になってしまう。

生産から日が経っていそうなバッテリーは慣らしで起こしてあげる必要が有るかも
知れないが、生産直後のバッテリーは慣らしをしなくても目が覚めていて元気な
状態なので最高性能を発揮してくれると結論付けた。(当然勝手な自己流の判断です)

私が買った端末は恐らくどこかで在庫されていた端末でしばらく倉庫で寝ていたのだろう。
もらったバッテリーは交換需要がピークに入り、よく流通しておりフレッシュな状態だったの
ではないかと推測される。ドコモショップに在庫されていてすぐに出てきたのぐらいなので。

以前からビデオカメラやモバイル機器のニッケル水素からリチウムイオン、その外では
車やバイクのバッテリーのシールドタイプに到るまで様々な実験をしてきたのだが、
今のバッテリーは全て似たような傾向を示している。

そこで経験則で分類したバッテリーの状態は、

・充電しても全く復活しない死亡状態
・使えるが本来の性能が出ない病気状態
・性能は落ちていないが寝ていて本来の性能が出ていない仮眠状態
・バリバリに本来の性能が出ている全快状態

だいたいこの4つに分類される。死亡状態は本当に死んでいる完全死亡と、試行錯誤
すれば通常状態に突然戻る仮死状態と2種類の状態がある。
病気状態も軽病から重病まで3段階ぐらいはあるだろう。


元々の本題のバッテリーが膨らむ話に戻るが、バッテリーが膨らむのはどういった
メカニズムで膨らむのだろうか。膨らむ要因はバッテリーの加熱が起き、中の成分が
蒸発して膨張し、上がった内圧が気密の高いプラスチック容器を押し広げることで
膨らむのです。

では加熱する要因は何か。
バッテリーに高い負荷がかかった時と考えられますが、バッテリーには蓄積と取り出しと
二種類の負荷状態がある。携帯の充電機能にバッテリーが加熱するほどの充電能力は
無いので自ずと取り出しに限られる。

携帯電話の大きな電力消費は通信と表示、後はマイクロプロセッサ(CPU)の3つ。
この3つの内、電力を食う順と言われれば難しいが、一番電力消費が安定していると
思われるのがバックライト。操作中はずっとついているものだしこの消費は固定的。

通信とCPUは利用アプリによって刻一刻と変化する。
通信で大量のデータをダウンロードし、それをCPUで気の遠くなるような演算を加える。
例えばjpg画像一枚をウェブブラウザで見た場合、大量のパケットの通信を行なった後に
デコーダにより物凄い量の計算が行なわれる。それだけでも幾らかの発熱は有るだろう。

jpg画像より多くのパケット通信と演算をするものとはなにか。
動画、ゲーム、リアルタイムマップ、この辺りだろうか。

動画は圧縮されたエンコーダにもよるが、負荷はデコードされているデータなどに
大きく左右される。単純ループから出るデータも有れば、複雑な演算でようやく答えが
得られるデータも有る。一枚あたりにかかる演算量が巨大になる動きの激しい動画や
ノイズの多い動画などはバッテリーの負荷は高いと思う。

勿論動きの激しいゲームやリアルタイムマップも当然書き換え量の増加と共に
電力消費が増えて発熱が増える。このように発熱の要因は画面の書き換えが
実は一番大きい。複雑で多種多様なデータも画像データの量の多さには及ばない。
これはQVGAからVGAに世代が変わったことが大きい。縦2倍、横2倍の4倍。

書き換える瞬間に通信と演算が集中するのでその瞬間止めていた回路を
一気に動かして電力を消費する。5~10秒も一番重い演算が続けばそれなりに発熱する。
ただし動画を見ているからといって必ず一番重い演算ばかりだとは限らない。
この辺りはビットレートや動きの量や画面サイズにもよる。

また充電しながらアプリを使うと膨らみやすいとも言われている。
これは負荷によって充電になったり放電になったりと秒以下の単位で細かく繰り返す
事による充放電の変化が発熱につながりやすのと、充電中はCPUの動作速度を決める
パワマネが高速モードに優先して入れているのが原因ではないかと推測している。
幾らリチウムイオン電池がニッカド電池のようにメモリー現象が無いからといって秒以下の
単位での充放電の変化はバッテリーに良く無いだろう。

仮にアプリの消費電力が少なくてずっと充電状態を維持できたとしてもバッテリーに流れる
電流が刻一刻と変化するような状態がいいとも思えない。やはり充電は寝ている間などに
そっとした状態で行った方がいいだろう。


以上バッテリーの慣らしと膨らみに関して考えてみた。
関連記事
  1. 2009/01/26(月) 19:10:54|
  2. 携帯
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:3
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コメント

電池のふくらみは903iあたりまではよく聞きましたが最近はめっきり聞かなくなりましたね。ドコモショップの人に聞くと905あたりから充電中に操作し続けると充電を自動的にカットする機構が組み込まれたらしいと語っていましたが本当なんでしょうか。

そういえばドコモのパケホ規制が来ましたね。どのくらいから制限されるのか気になりますが明示はされないようです。
  1. URL |
  2. 2009/01/27(火) 19:47:59 |
  3. ender #x9c5GV3o
  4. [ 編集]

>enderさん
電池の膨らみに対しての取り組みはメーカーごとに色々試行錯誤しているようです。
膨らむ頻度は確かに極端に減りましたよね。

良くも悪くもドコモはauの規制を見た上での追従規制ですから下手なことは出来ないでしょうね。
明らかに他のユーザーの迷惑にならない限り規制はしない方向だと思いますが、
4月を待ってみるしかないでしょうね。
  1. URL |
  2. 2009/01/27(火) 20:50:51 |
  3. 鈴 #GpEwlVdw
  4. [ 編集]

慣らし、は個体差があるものの実際効果はあるようです。
モバイルバッテリーで、最初は5900mah放電だったのが、二回目は6200mahになり、三回目は6800mahまで立ち上がりました。
買ったときが居眠り状態だったのかもしれませんけど。
0まで減らして100まで充電を三回繰り返してこの結果です。

追記。
モバイルバッテリーは5個くらい使ってきましたが、ほんと詐欺レベルも混じっていました。

13000mah:実出力は1400mah程度(満充電で、スマートフォン一台への放電でも途中で息切れ)
 ↑店にクレーム入れましたが、店の対応がそれ以上に糞だったので二度と行ってません。アキバの某専門店とだけ言っておきます。
カツ入れしてもほとんど変化無し。

15000mah:「バッテリーへの充電」で7500mah。放電ではなく、「バッテリーへの充電」なので、ロスがあったとしたら18000mahの充電で、放電が12000mahならわかりますが、内蔵してる容量がそもそも詐欺だったのでしょうな。
充電:実容量+ロスを考慮すると、公称容量より多く消費して、たとえば15000mah+3000mahと仮定で18000mah
放電:実容量-ロスを考慮すると、公称容量より少なく放電して、たとえば15000mah-3000mahと仮定で12000mah
上記の仮定でロスで、充放電の差は6000mah食われると考えられますが、そもそもバッテリーへの注入の段階でアンダーしてるので、そもそもの容量が小さい以外で説明が付きません。
充電の段階で7500mahなので、ロスがあるとすれば実用放電量は5000mahがせいぜいでしょうな。
カツ入れしてもほとんど変化無し。

12000mah:「バッテリーへの充電」が8900mah。バッテリーからの放電ではなく。上記と同じ。
カツ入れで若干目覚めた模様。

みなさん、店員やメーカーの言う「ロス」にだまされないように。計測したらこんなもんです。
私は二度とこれらのメーカーの商品は買いません。

11000mah:充電が11050mah。公称どおりすぎて笑いました。上記三つを経験してるだけに。
これだけは商品名を出します。「Various11000」です。

2000mah:1910mah充電。まあこんなもんでしょうな。
  1. URL |
  2. 2015/06/01(月) 20:38:39 |
  3. 7SUXEN #22s72cIM
  4. [ 編集]

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