Benutzer-Werkzeuge

Webseiten-Werkzeuge


Seitenleiste

smartphone:android:akkulaufzeit

Akkulaufzeit des Smartphones optimieren

Allgemein

Zur Steigerung der Akkulaufzeit muss entweder der Energiegehalt bzw. die Nennkapazität des Akkus gesteigert werden, was ein schwereres Smartphone bedeutet, oder die Leistungsaufnahme im laufenden und ruhenden Betrieb gesenkt werden. Tablets besitzen zwar größere Akkus mit einem höheren Energiegehalt, aber auch ein größeres Display, was im Betrieb wesentlich mehr Strom verbraucht.

Begriffe und Formeln

Begriff Symbol Einheit Formel oder Hinweis
Strom I A (Ampere)
Spannung U V (Volt)
Leistung P W (Watt) P = U·I
Arbeit (Energie) W Wh (Wattstunden) W = P·t = U·I·t
Nennkapazität des Akkus CN Ah (Amperestunden)
mAh (Milliamperestunden)
Ladungsmenge Q
Energiegehalt des Akkus E Wh (Wattstunden) 1 Wh = 3,6 kJ, 1 Ws = 1 J
Akkulaufzeit t h (Stunde) t = E/P [Wh/W] = CN/I [Ah/A]
Energiedichte W Wh/kg

Akkumulator

Aus Akkumulator: „Ein Akkumulator oder Akku ist ein wiederaufladbarer Speicher für elektrische Energie auf elektrochemischer Basis.

Bei Handys bzw. Smartphones ist in der Regel die Nennkapazität sowie die Nennspannung auf dem Akku angegeben. Die Nennspannung ist abhängig vom Akkutyp. Durch Multiplikation beider Werte erhält man den Energiegehalt des Akkus, mit dem sich bei Kenntnis der Leistungsaufnahme die Akkulaufzeit berechnen lässt (t=E/P).

Akkutypen

Heutzutage werden meist Lithium-Ionen-Akku verbaut. Davor wurden welche mit Nickel-Metallhydrid (NiMH) und davor mit Nickel-Cadmium (NiCd) verwendet. Letztere wiesen früher einen ausgeprägten Memory-Effekt auf, d.h. sie „merkten“ sich bei Teilentladung den letzten Entladestand und konnten im darauffolgenden Zyklus auch nur bis dahin entladen werden. Durch bessere Materialwahl und Technologien konnte der Effekt eingedämmt werden. Teilentladungen haben bei modernen Akkus sogar einen positiven Effekt auf die Lebensdauer. Li-Ionen-Akkus sollen nach aktuellen Erkenntnissen im Bereich von 30-80 % betrieben werden. Vollständige Entlade-Lade-Zyklen (100 % → 0 % → 100 %) sind demnach zu vermeiden.

Ein Lithium-Polymer-Akku ist eine Variante des Lithium-Ionen-Akkus, bei dem das Elekrolyt nicht flüssig, sondern fest bis gelartig in Folienform ist. Dies erlaubt die Herstellung flacherer Akkus.

Folgende Tabelle zeigt die erreichbaren Energiedichten der verschiedenen Akkutypen. Je höher die Energiedichte, um so leichter kann ein Akku bei gleichem Energiegehalt sein.

Akkutyp Energiedichte [Wh/kg] Nennspannung
NiCd 4-70 1,2 V
NiMH 15-120 1,2 V
Li-Polymer 130-200 3,7 V
Li-Ionen 40-200 3,7 V
Bleiakku (Auto) 30-40 2 V je Zelle
Benzin 11639

Vergleich Nokia C7, Samsung Galaxy S3, S5 und S8

Diese Smartphones verwenden alle einen Lithium-Ionen-Akku. Der Akku des S8 ist im Gegensatz zu den anderen fest verbaut und nicht wechselbar.

C7 S3 S5 S8
Displaygröße / Gewicht 3,5″ / 130 g 4,8″ / 133 g 5,1″ / 145 g 5,8″ / 149 g
Jahr 2010 2012 2014 2017
Akkukapazität 1200 mAh 2100 mAh 2800 mAh 3000 mAh
Nennspannung des Akkus 3,7 V 3,8 V 3,7 V
Energiegehalt des Akkus 3,7 V · 1,2 Ah
= 4,44 Wh
3,8 V · 2,1 Ah
= 7,98 Wh
3,7 V · 2,8 Ah
= 10,4 Wh
3,7 V · 3 Ah
=11,1 Wh
Gewicht 25 g 38 g 45,2 g ?
Energiedichte 178 Wh/kg 210 Wh/kg 230 Wh/kg ?

Leistungsaufnahme

Stromverbraucher (Komponenten)

  • Prozessor (CPU)
  • Grafikprozessor (GPU)
  • Platine (Mainboard)
  • Arbeitsspeicher (RAM, flüchtiger Speicher)
  • Nichtflüchtiger Speicher (Flash-Speicher, SD-Karte)
  • Zusatzchips: Mobilfunk-Modem, WLAN, GPS, Bluetooth, …
  • Display

Messungen an einem Samsung Galaxy S5

Die Zeitschrift c't hat 2015 den Stromverbrauch eines Samsung Galaxy S5 – dem damaligen Topmodell von Samsung – in verschiedenen Zuständen und so weit möglich für die einzelnen Komponenten gemessen. Dazu wurde der Stromverbrauch direkt am Akku gemessen (c't-Artikel 22/2015, S. 86).

Leistungsaufnahme im Standby:

Nur Gerät Leistungsaufnahme
Display aus & Flugmodus 10,7 mW
Komponente Gerät +
Komponente
Nur
Komponente
Mobilfunk (GSM) 15,0 mW 4,3 mW
Mobilfunk (UMTS) 16,2 mW 5,5 mW
Mobilfunk (LTE) 22,3 mW 11,6 mW
WLAN (nicht verbunden) 11,4 mW 0,7 mW
WLAN (2,4 GHz Standby) 28,7 mW 18,0 mW
WLAN (5 GHz Standby) 30,5 mW 19,8 mW
Bluetooth 13,6 mW 2,7 mW
NFC 10,7 mW < 0,1 mW
GPS 10,9 mW < 0,1 mW

Leistungsaufnahme Gerät plus aktive Komponente und rechnerische Laufzeit mit dem Standardakku (10,4 Wh):

Komponente inkl. Grundlast P Laufzeit
Benachrichtigungs-LED 18 mW 577 h
Display, OLED, schwarz, min. Helligkeit 271 mW 38,4 h
Display, OLED, weiß, max. Helligkeit 1238 mW 8,4 h
Telefonieren (GSM) 333 mW 31,2 h
Telefonieren (UMTS) 389 mW 26,7 h
Download (WLAN, 2,4 GHz) 932 mW 11,2 h
Download (WLAN, 5 GHz) 2064 mW 5,0 h
Download (GSM, 2G) 657 mW 15,8 h
Download (UMTS, 3G) 1165 mW 8,9 h
Download (LTE, 4G) 2181 mW 4,8 h
MP3 abspielen (Kopfhörer) 150 mW 69,3 h
MP3 abspielen (Lautsprecher) 173 mW 60,1 h
Videowiedergabe (HD-Auflösung) 406 mW 25,6 h
Videowiedergabe (FullHD, 60 fps) 843 mW 12,3 h
Foto (Hauptkamera, Normalmodus) 2346 mW 4,4 h
Videoaufnahme (Hauptkamera, Full-HD) 2288 mW 4,5 h

Optimierung

Analyse

  1. Einstellungen \ Akku:
    • Hier wird eine Liste der Apps sortiert nach dem Stromverbrauch angezeigt. Außerdem wird der Anteil vom Display und des Betriebssystems aufgeführt.
    • Oben rechts kann der Energiesparmodus aktiviert werden, um die Akkulaufzeit zu verlängern. Dann funktionieren aber keine Hintergrundaufgaben mehr.
  2. App Disable Service
    • Zeigt an, welche Apps Dienste im Hintergrund laufen lassen, die eventuell zu einem höheren Stromverbrauch führen. Die hellblaue Zahl gibt die Anzahl der von der App gestarteten Dienste an.
  3. App CPU-Z
    • Zeigt viele Details zum Gerät an, z.B. Akkustatus und -kapazität, Prozessorauslastung (CPU & GPU), …
  4. Geräteinfo: *#*#4636#*#*

Einstellungen in Android

To do

smartphone/android/akkulaufzeit.txt · Zuletzt geändert: 2018-01-31 23:42 von Torsten Richter