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标题: 单节锂电池电量计相关技术概述 [打印本页]

作者: 520503 时间: 2013-8-2 22:35 标题: 单节锂电池电量计相关技术概述

关键字：锂电池电量计
随着智能手机(Smart Phone)、平板计算机及MID在等手持及便携式设备在市场上的大量推广销售, 再加上各类型的应用程序(APP)的多样性及可用性越来越丰富, 致使相关的手持及便携式设备的配置越来越豪华, 例如更快、更多核的应用处理机, 更大的内存, 更高分辨率的显示屏、更高级的触控控制, 再加上许许多多为了让应用程序(APP)更好用的器件, 如卫星定位、无线上网/蓝牙、3D陀螺仪、及相关的元器件, 让一个全计算机功能可以在一个手持或便携式设备上实现。
相对于电子及半导体技术的进步, 手持及便携式设备却有着体积及重量等的物理性极限。这个限制最主要的就是给了手持及便携式设备的能量储存设备, 也就是电池的大小及重量加上了限制。当然电池电能容量的大小, 跟手持及便携式设备的续航力有直接的相关性, 然而这一方面主题的探讨, 不在此过度的探讨。

既然电池电能容量是固定的(当然这只是针对固定的一个时间而言, 随着长期的使用, 电池存在老化的问题；也就是可以使用的电能容量相较于新电池时来的少)。电量计存在的目的, 就是不管在哪一个电池使用的时间点, 可以精确的估算出电池剩余电量, 更进一步的, 依据目前设备的能耗状况, 估算出剩余可用时间。从使用者角度来看, 如果能更进一步的估算出看电影还可以看多久, 打电话还可以打多久, 甚至于要作视频会议还可以讲多久, 玩游戏可以玩多久等等的时间估算, 可以说是把电量计的功能提升到最高的境界。

下面我们就最主要的电量计技术做进一步分析：

主要电量计技术分析：

1.电压查表法来计算剩余电量

自从手持及便携式设备被开发出来, 电池技术就被广泛使用在这些装置上。在实际运用的角度来看, 电池剩余电量的精度, 一直是使用者要求的重点之一, 任何人都不希望看到剩余电料显示还有30%, 可是下一秒钟或是接一个电话, 或是打开相机准备照相, 结果却是断电收场。当然这种状况在早期feature phone时代是经常发生, 主要是因为当时设备的功能单纯, 能耗相对的也较少, 一颗满电的电池芯用个3~5天都不是问题。所以当时的电量计的式设计很简单, 就是用量测电压, 透过查表、或是简单的计算来决定剩余电量。

相对于智能手机的时代, 一颗满电的电池只能用个一天的状况, 如果电量指示还有30%, 下一个动作却让设备直接断电, 恐怕消费者都没法接受。

电压查表法的优点是成本低最低, 能耗也很低。缺点是精度也最相对较低, 且SOC会随着负载的变化而上下跳动, 当电池老化之后, 这种跳变的现象会更加明显。

2.库仑计

库仑计, 顾名思义, 就是电池电荷的累计。通过检流电阻检测充放电电流, 冲进去的电量就是电池的容量。总容量减去放出的容量就是电池剩余容量。

此方法实现相对简单, 且原理容易理解, 是目前使用比较多的一种计算方法, 但是, 并无法作为真正的电池电量计算使用。方案最大的问题在于两点, 一是累计误差, 随着时间的推进, 误差会越来越大；二是电池的充入电量和放出电量是不相等的, 在不同的负载、温度等条件下, 容量差别更大, 最典型的就是常温满电的电池在低温下只能放出很少的电量。

所以, 库仑计一般只是作为电量计算的辅助工具, 需要配合其他设备或采样数据进行修正使用。

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