如何實時監(jiān)測鋰電池的剩余電量?
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-29 14:08
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如何實時監(jiān)測鋰電池的剩余電量?鋰電池容量是指電池的存儲容量。鋰電池在電量耗盡時會縮短電池壽命。在充電和使用鋰電池的過程中，有必要對充電過流、過壓、放電短路、過熱等情況進行控制和保護。同時對電池電壓、剩余電量、預計供電時間、溫度等信號進行實時監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進行判斷和處理。
鋰電池。JPG
鋰電池功率測試方法
1. 電壓測試方法:即通過對電池電壓的簡單監(jiān)測來獲得鋰電池的功率。鋰電池的充電和電壓不是線性的，所以測試方法不準確，充電的測量精度只有20%以上。特別是當電池電量低于50%時，手機的電量計算會變得非常不準確。所以電池的保護是非常有限的。
2. 電池建模方法:該方法是根據(jù)鋰電池的放電曲線建立一個數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)表將顯示不同電壓下的電量值。該方法能有效地提高測量精度。然而，要獲得精確的數(shù)據(jù)表并不容易，因為電壓與充電的關(guān)系還涉及到鋰電池的溫度、自放電、老化等因素。只有綜合多種因素進行校正，才能得到滿意的電量測量結(jié)果。
3.庫侖計:庫侖計檢查鋰電池正極和負極的電阻，如電流。當電流通過電阻時，就會產(chǎn)生Vsense。因此，它可以準確地跟蹤電池電量的變化，精度高達1%。另外，通過匹配電池電壓和溫度，可以大大降低鋰電池老化等因素對測量結(jié)果的影響。iPhone使用了這種方法。
剩余功率是指鋰電池中可用功率與標稱容量之比，是電池管理系統(tǒng)的重要監(jiān)控數(shù)據(jù)，根據(jù)電池荷電狀態(tài)值來控制電池的工作狀態(tài)。
電池的剩余電量反映了鋰電池的充電狀態(tài)。電池本身的復雜電化學反應導致了其瞬態(tài)電壓響應。電荷必須首先以電子的形式通過儲存能量的電化學活性材料(陽極或陰極)，到達粒子表面，然后以離子的形式儲存在電解液中。這些化學步驟與電池電壓響應的時間常數(shù)有關(guān)。
如何實時監(jiān)測鋰電池的剩余電量?
1. 對于鉛酸與電壓近似線性關(guān)系的電池，可以通過測量終端電壓來了解剩余電量。
2. 鋰電池(尤其是磷酸鐵鋰電池)具有穩(wěn)定的電壓，因此不能簡單地通過電壓來判斷剩余電量。
3.實時監(jiān)測鋰電池剩余電量的最佳方式是使用智能芯片，如TI公司的BQ3050芯片。
4. TI是大多數(shù)筆記本電腦電池中使用的芯片。
5. 剩余電荷主要用積分法計算。一些智能保護面板還可以添加電池溫度、電壓和電流的特征曲線，以幫助積分算法提供剩余功率的準確性。
電池管理可以看作是電源管理的一部分。在電池管理中，電量計負責估計鋰電池容量。它可以監(jiān)測電壓，充放電電流和電池溫度，并估計電池的荷電狀態(tài)(SOC)和完全充電容量(FCC)。鋰電池充電狀態(tài)的估計有兩種典型的方法:開路電壓法和庫侖法。另一種方法是由RICHTEK設計的動態(tài)電壓算法。
