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写这篇文章的是天一。
手机电量突然显示仅剩1%,让人困惑。实际上,电池剩余电量的计算是个复杂的工程,无法做到完全准确。电池电压随使用时间和电量下降,但下降的速度并不均匀,而是沿着特定的"放电曲线"。通过检测电池电压并参考放电曲线,可以大致估算出剩余电量。然而,这种方法误差较大,不易控制。因为即使是同款电池的不同批次之间也会有些微差异,加上使用过程中的性能衰退,使得实际耗电情况与标准放电曲线不符,从而影响测量结果。
为了更好地估计剩余电量,现代手机通常采用"库仑计"的方法。该方法通过在电池正负极之间添加一个电阻,监测一定时间内经过电阻的电流,以此计算出电池消耗的电荷量,进而得出剩余电量。但这并非完美无缺。例如,电池在闲置时会发生自我放电,总电量减少,这会影响库仑计的测量精度。
因此,许多手机会选择结合电量剩余和用户的当前使用情况来显示电量。例如,当你连续打完几局游戏后,手机系统预测电量不足10%,但你并未立即充电,反而继续开启新的一局游戏,此时手机可能会提前警告你电量仅剩1%。尽管此时电量尚未真正降至1%,但如果等到电量耗尽再充电,会对电池造成二次损害。
这类提醒其实是提醒用户尽快充电,以免电池出现问题。但是在无法充电的情况下,如何让电量维持更长时间呢?
能源利用的可能性超出你的想象
你可以采取措施节省手机电量,如开启省电模式、关闭Wi-Fi、定位功能以及降低屏幕亮度。不过,省电模式实际上是牺牲部分性能来延长电池寿命,并非从根本上提高能源利用效率。只有实现节能技术的突破,充分利用能源资源,才能长久解决问题。
电子设备的节能方法只是初级阶段,真正的高手应关注汽车行业。比如历史悠久的壳牌汽车环保马拉松比赛就展示了各类节能技术的突破。在这项竞赛中,年轻的大学生团队试图最大限度地提高燃料、电力、氢等各种能源的利用效率,让赛车行驶得更远。
这项比赛的发展历程反映了汽车节能技术的进步。拥有137年历史的燃油车已经衍生出了多种节能技术:
- 涡轮增压系统利用发动机排放的废气冲力驱动涡轮旋转,将更多空气送入气缸,使燃料燃烧更充分;
- 可变气门技术可以根据汽车工况调整进入气缸的空气量,减少燃油浪费;
- 可变压缩比技术可以根据汽车运行负载改变气缸燃烧室的体积,使汽车在任何情况下都能最大程度地利用燃油。
这些节能技术不断提升燃油车的能源使用效率。2017年,一升汽油只能让紧凑型自动挡轿车行驶大约12公里。然而,到了2021年,这一数字接近13公里,部分车型甚至能达到15公里。
电动汽车方面,要让同一块电池支持汽车行驶更长距离,也需要最大限度地利用电能。在车辆使用过程中,约有五分之一的能量会在制动时损失。而电动汽车的能量回收系统能够在车辆制动时将部分动能转化为电能,并储存在汽车的动力电池中继续使用,从而减少能源浪费。
此外,电动汽车的电池管理系统(BMS)可以使电池组具备"大脑",通过合理分配电池组的任务,提高能源利用效率。如今,在兼顾能耗和性能的前提下,一度电能使普通新能源汽车行驶6公里,对于某些能耗较低的车型,甚至可以行驶超过12公里。
氢能作为一种潜在的能源,也被引入汽车能源领域。氢能源的一大优点是其驱动的氢燃料电池能量转换效率可达60%以上,是燃油车的两到三倍。
在技术变革的时代,壳牌汽车环保马拉松不仅是节能突破的见证者,还始终致力于挑战能效极限。比赛中,大学生们不断尝试前沿研究成果和创新制造理念,进一步探索未来的节能技术。壳牌汽车环保马拉松为年轻一代的"未来行动派"提供了合作创新、探索节能科技的宝贵平台。在壳牌汽车环保马拉松的赛场上,参赛队伍通过设计各种独特造型的节能车,寻找节能的新思路,同时也通过科学理论和新锐创意的碰撞,推动汽车领域的节能探索。
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