摘要
对智能手机的准确空电时间（TTE）估算仍然具有挑战性，因为电池的电化学动态与设备层面不断变化的功率需求相互影响。本研究提出了融合机制协调动态模型（FM-CDM），这是一种基于物理原理的理论框架，它将二阶西涅宁等效电路模型与组件级功耗、电热反馈、电池健康状态以及随机工作负载生成相结合。空电时间被定义为终端电压首次降至3.2伏阈值时的时间，以此来区分设备关机状态与电池电量恰好为0%的情况。通过恒定功率负载方程的物理上可行的解，解决了设备功率、放电电流和终端电压之间的代数关联问题。研究还引入了独立的电池和处理器温度状态，用以描述与温度相关的内部电阻、电池产热、热量散发以及处理器的热降频现象。研究考虑了四种典型的工作负载类型：待机、轻负荷、中负荷和重负荷，每种类型都采用了500次蒙特卡洛模拟来分析工作负载和参数的不确定性。通过莫里斯基本效应法对整体敏感性进行了评估。数值分析结果表明，组件活跃度的增加会缩短模型预测的运行时间，而且当与温度相关的电阻和负载引起的电压降变得显著时，即便电池电量并非为零，也可能会出现因电压过高而导致的设备关机。该框架为在明确规定的参考条件下研究智能手机电池耗尽情况、不确定性传播以及机制层面的能量管理策略提供了透明且可重复的分析基础。
