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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 |
| Nennkapazität | CN | Ah (Amperestunden) mAh (Milliamperestunden) | Menge an elektrischer Ladung Q |
| Energiegehalt des Akkus | E | Wh (Wattstunden) | E = P·t = U·I·t |
| 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 [V] |
|---|---|---|
| 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 |
Vergleich Nokia C7, Samsung Galaxy S3, S5 und S8
Alle Smartphones verwenden 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
- Prozessor, Grafikprozessor
- Platine, Arbeitsspeicher, nichtflüchtiger Speicher (Flash-Speicher, SD-Karte)
- Zusatzchips: Mobilfunk-Modem, WLAN, GPS, Bluetooth, …
- Display
To do: Messwerte siehe c't-Artikel
Optimierung
Analyse
- Einstellungen \ Akku: Liste der Apps
- App CPU Spy
- App Disable Service
- Geräteinfo:
*#*#4636#*#*
Einstellungen in Android
To do