软件应该如何弥补相对落后的电池技术

你口袋里的智能手机比 1969 年将人类送上月球的计算机功能强大数千倍。这个惊人的事实是由于摩尔定律的格言，即集成电路的能力每 18 个月左右就会翻一番。当然，摩尔定律实际上并不是科学意义上的定律，而是对半导体先驱戈登摩尔首次描述的历史趋势的观察。

对广泛的技术进行更广泛的研究会发现一幅截然不同的画面。支撑大多数行业的技术根本不遵循摩尔定律的曲线。发人深省的事实是，许多技术的发展相当缓慢。

但也有好消息：遵守摩尔定律的技术——微处理器可以极大地加速技术进步。

考虑相机镜头。几十年来，玻璃研磨技术的进步普及了 35 毫米相机的远摄和广角镜头。这些镜片要花费数百甚至数千美元，但对于许多消费者、爱好者和专业人士来说，它们是物有所值的。

现在考虑智能手机中的微型塑料相机镜头。这些镜头的制造成本约为 0.50 美元，而且远非完美。但是由于软件可以弥补他们的缺陷，他们可以拍出出色的照片。现在，任何拥有智能手机的人都可以拍出精美的照片。

蜗牛定律

电池技术也发生了类似的事情。电池技术一直在改进，现在提供的能量密度大约是 20 年前的四倍。相比之下，遵循摩尔定律的微处理器速度是 20 年前的 300 倍。电池技术并没有停滞不前——按照摩尔定律衡量，它看起来就是这样。它遵循我所说的“蜗牛定律”。看看下面的图表：

面对这一现实，明智的做法是从智能手机相机镜头中汲取灵感，并使用软件将提高电池性能的负担转移到那些遵守摩尔定律的微处理器上。这种方法将为当今依赖电池的设备和机器带来回报，尤其是智能手机和电动汽车。它将使智能手机能够有效地与明天的 5G 网络一起工作，这将增加对电池的需求。通过使用更便宜的电池，它将使电动汽车变得更实惠。

怎么做：自适应充电和电池分析

软件和计算能力可以通过两种方式提供帮助：自适应充电和电池分析。

一是自适应充电。电池的充电速率对其寿命有很大影响。快速充电会缩短电池寿命；慢速充电会延长它。此外，将电池充电 100% 会使其更快磨损，而仅充电至 80% 或 90% 将使其持续更长时间。自适应充电可优化充电速率和程度，以最大限度地延长电池寿命。

第二，电池分析。通过研究电池健康状态并预测退化和故障，可以在爆炸或火灾发生之前关闭电池。每个电池，就像每个人、雪花或相机镜头一样，都是不同的。软件研究每个电池的独特特性并将它们与使用模式相关联。电话是否主要在一天中的某些时间使用？一般是晚上插充电器吗？关注这些事情可以让电池管理算法了解电池随着年龄的增长会如何变化。

但这种智能监控会耗尽电池吗？很少。在充电周期内实施时，监控过程不可能缩短电池寿命。其余时间，所需要的只是几毫瓦的功率和少量的内存。

就电池而言，没有绕开蜗牛定律的地方。但也没有理由停滞不前。事实是，电池是由卡车制造的，单位成本越来越低。与其等待下一次电池突破，不如利用今天的电池商品化，让软件智能和微处理器发挥作用。

审核编辑 黄昊宇