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鋰電池電量檢測方法,如何實時監測鋰電池剩余電量

鉅大LARGE  |  點擊量:8221次  |  2019年07月31日  

摘要
鋰電池電量檢測方法,如何實時監測鋰電池剩余電量?鋰電池容量是指電池存儲電量的大小。鋰電池如果將電用盡,會減短電池的使用壽命。鋰電池在充電及使用過程中需要對充電過流

鋰電池電量檢測方法,如何實時監測鋰電池剩余電量?鋰電池容量是指電池存儲電量的大小。鋰電池如果將電用盡,會減短電池的使用壽命。鋰電池在充電及使用過程中需要對充電過流、過壓以及放電短路、過熱等情況進行控制及保護,同時需要實時監測電池的電池電壓、剩余電量、估計供電時間、溫度等諸多信號,根據監測結果進行判決處理。


鋰電池電量檢測方法


1.電壓測試法:就是說鋰電池的電量通過簡單的監控電池的電壓而得來的。鋰電池的電量和電壓不是線性關系的,所以這中測試方法并不精準,電量測量精度僅僅超過20%。尤其是電池電量低于50%時,手機的電量計算將會變得非常不準確。所以這種方法對電池的保護是非常有限的。


2.電池建模法:這個方法是根據鋰電池的放電曲線來建立一個數據表,數據表中會標明不同電壓下的電量值,這一方法可以有效的提高測量的精度。但要獲得一個精準的數據表并不簡單,因為電壓和電量的關系還涉及到了鋰電池的溫度、自放電、老化等的因素。只有結合了眾多的因素來進行修正才能夠得出較滿意的電量測量。


3.庫侖計:庫侖計是在鋰電池的正極和負極串如一個電流檢查電阻,當有電流流經電阻時就會產生Vsense,通過檢測Vsense就可以計算出流過電池的電流。因此可以精確的跟蹤電池的電量變化,精度可以達到1%,另外通過配合電池電壓和溫度,就可以極大的減少鋰電池老化等因素對測量結果的影響。其中iPhone中就是采用這一方法。


剩余電量是指鋰電池內的可用電量占標稱容量的比例,是電池管理系統的一個重要監控數據,電池管理系統根據SOC值控制電池工作狀態。


電池的剩余電量也即反映的是鋰電池的荷電狀態。電池本身復雜的電化學反應導致其瞬態電壓響應。電荷必須首先以電子的形式穿越儲量的電化學活性材料(陽極或陰極),在到達粒子表面后以離子的形式存儲于電解液中。這些化學步驟與電池電壓響應的時間常數相關。


如何實時監測鋰電池剩余電量?


1.鉛酸等電量與電壓有近似線性關系的電池可以采用測量端電壓的方式來了解剩余電量。


2.鋰電池(尤其是磷酸鐵鋰電池)因為電壓較平穩,無法通過簡單地通過電壓來判斷剩余電量。


3.實時監測鋰電池剩余電量最好的辦法是使用智能芯片,如TI之類的BQ3050芯片。


4.筆記本電腦電池上用的大部分是TI該款芯片。


5.主要是靠積分法計算剩余電量。有些智能保護板可能還加入電芯溫度、電壓、電流等特性曲線來輔助積分算法提供剩余電量的準確度。


電池管理可視為是電源管理的一部分。電池管理中,電量計是負責估計鋰電池容量。其基本功能為監測電壓,充電/放電電流和電池溫度,并估計電池荷電狀態(SOC)及電池的完全充電容量(FCC)。有兩種典型估計鋰電池荷電狀態的方法:開路電壓法(OCV)和庫侖計量法。另一種方法是由RICHTEK所設計的動態電壓算法。


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