乾電池電量檢測 - CSDN

2020-11-22 CSDN技術社區

目前（2012-6）人們主要使用兩種監測方法：
（1）電流積分(current integration)為基礎；
前者依據一種穩健的思想，即如果對所有電池的充、放電流進行積分，就可以得出剩餘電量的大小。當電池剛充好電並且已知是完全充電時，使用電流積分方法效果非常好。這種方法被成功地運用於當今眾多的電池電量監測過程中。   
   但是該方法有其自身的弱點，特別是在電池長期不工作的使用模式下。如果電池在充電後幾天都未使用，或者幾個充、放電周期都沒有充滿電，那麼由內部化學反應引起的自放電現象就會變得非常明顯。目前尚無方法可以測量自放電，所以必須使用一個預定義的方程式對其進行校正。不同的電池模型有不同的自放電速度，這取決於充電狀(SOC)、溫度以及電池的充放電循環歷史等因素。創建自放電的精確模型需要花費相當長的時間進行數據搜集，即便這樣仍不能保證結果的準確性。 該方法還存在另外一個問題，那就是只有在完全充電後立即完全放電，才能夠更新總電量值。如果在電池壽命期內進行完全放電的次數很少，那麼在電量監測計更新實際電量值以前，電池的真實容量可能已經開始大幅下降。這會導致監測計在這些周期內對可用電量做出過高估計。即使電池電量在給定溫度和放電速度下進行了最新的更新，可用電量仍然會隨放電速度以及溫度的改變而發生變化。        
（2）以電壓測量為基礎。
以電壓為基礎的方法屬於最早應用的方法之一，它僅需測量電池兩級間的電壓。該方法基於電池電壓和剩餘電量之間存在的某種已知關係。它看似直接，但卻存在難點：在測量期間，只有在不施加任何負載的情況下，才存在這種電池電壓與電量之間的簡單關聯。當施加負載時(這種情況發生在用戶對電量感興趣的多數情況下)，電池電壓就會因為電池內部阻抗所引起的壓降而產生失真。此外，即使去掉了負載，發生在電池內部的張持過程(relaxation processe)也會在數小時內造成電壓的連續變化，實際的充電過程中，溫度、放電速率以及電池老化等眾多因素都會影響充電狀態。

以下為電池電壓與容量的關係分析（原文發表於2009年）：

1. 新電池的電壓對容量的關係

   


     測試對象:國產和日產電芯各一種(都是主流電芯生產商), 為避免不必要的糾紛, 所有資料中均不明寫電芯廠家. 下同.

     測試方法: 1K電阻恆阻放電(此時對應的放電電流非常符合目前手機3~5mA的待機電流)

     數據處理方法: 積分(詳細步驟不做陳述),得到電壓和容量百分比關係圖.


     為便於查看, 提供表格一份:

容量百分比%

電池電壓 V

100

4.2

90

4.08

80

4

70

3.93

60

3.87

50

3.82

40

3.79

30

3.77

20

3.73

15

3.7

10

3.68

5

3.5

0

2.5

     以上數據基本能代表目前主流鋰離子電芯的待機電壓對容量的關係.

     注意對象是新電池, 不是使用了1年多的電池. 一般情況下50次左右的循環電池容量和放電平臺不會有太大的改變,均可以利用上述數據.

     

2. 使用後的電池的情況.

     許多人都會偶爾關心一下電池會不會老化, 老化後性能如何.

     這裡貼上一個圖, 就一目了然了.

    測試對象:一塊使用1年半的國產電芯, 和沒有使用過的國產電芯和日產電芯各一塊.其中國產電芯標稱950mAh.日產電芯標稱1000mAh.

     測試方法:500mA恆流放電(此電流比較接近極限通話平均電流)

     紅色曲線就是那塊使用過的電池的表現.

     對於這塊使用過的電芯,可以得到如下幾個結論

     --電池的真實容量(對應放電到2.75V的容量)仍然滿足要求, 達930多mAh.國標要求能達到標稱的70%就還算合格. 與其同初始容量(藍色曲線)相比, 真實容量降低了將近100mAh(10%左右)

     --電池的放電平臺明顯降低.隨之帶來電量顯示的不準.

     --電池的實際可用容量大大的降低. 以3.3V截止電壓進行評估(此電壓一般是手機通話狀態的強行關機電壓),新電芯有超過950mAh的可用容量, 而舊電池僅700多mAh.剩下的200多mAh(20%多)的容量就無法利用起來了.

3.手機電池電量格數的定義

一般手機設計待機電量時, 比如有4格5檔(4-3-2-1-0)的電量指示.

　　設計者不會把我上面提到的新電池的電壓對容量關係進行均分,取75%-50%-25%-0%這樣進行電壓劃分. 因為要考慮到電池使用一段時間(比如1年)後, 其放電平臺會降低,上述的比例肯定會失調.

　　所以廠家會考慮一點點這方面的餘量.以新電池的60%-40%-20%-5%這樣的比例進行設計.即

　　4.20V~3.90V滿格

　　3.90V~3.80V三格

　　3.80V~3.72V兩格

　　3.72V~3.65V一格

　　3.65以下，低電壓告警。

     雖然在使用新電池時, 第一格會待機比較長的時間, 最後一格待機比較短. 但是當這個電池使用個一年半載後, 其容量分布就比較接近均分的情況.

以上數據僅供參考, 並不代表哪家的手機設計.

相關焦點

  • 電池電量檢測晶片
    打開APP 電池電量檢測晶片 本站 發表於 2010-05-22 07:58:07 電池電量檢測原理電池電量監測計就是一種自動監控電池電量的
  • 怎麼用萬用表檢測電池剩餘電量
    家裡的乾電池或者充電電池，用了一段時間或者閒置了一段時間，往往不好判斷剩餘電量有多少。根據個人經驗，可以用數字萬用表方便的檢測電池電量。家用數字萬用表可以方便的檢測電壓、電流、電阻、二極體等等，有些萬用表還可以直接檢測電池電量，非常方便。
  • 萬用表怎麼檢測電池容量_電池電量
    打開APP 萬用表怎麼檢測電池容量_電池電量 發表於 2018-01-12 14:05:28 1、怎樣測量電池電量 檢測普通鋅錳乾電池的電量是否充足，通常有兩種方法。
  • 乾電池電壓範圍_乾電池電壓的測量
    打開APP 乾電池電壓範圍_乾電池電壓的測量 網絡整理 發表於 2020-12-29 16:50:17 　　乾電池電壓範圍
  • 怎麼用萬用表檢測電池剩餘電量_如何給萬用表換電池
    打開APP 怎麼用萬用表檢測電池剩餘電量_如何給萬用表換電池 發表於 2018-01-18 19:18:51 怎麼用萬用表檢測電池剩餘電量 家裡的乾電池或者充電電池，用了一段時間或者閒置了一段時間，往往不好判斷剩餘電量有多少
  • 怎樣用簡單方法檢測乾電池電量
    隨著電池技術的發展，越來越多的數碼設備都用上了專用的鋰電池。不過一些家中的空調、電視遙控器等用電量比較小的設備，依然採用的是乾電池供電的方式，而且這些設備通常不會顯示電池剩餘電量，因此我們無法得知什麼時候需要把這些電池更換掉。那麼，怎樣用簡單方法檢測乾電池電量呢？下面就把這方面的經驗告訴大家。
  • 筆記本電量尿崩?比X大師靠譜的Win10電池檢測
    很多朋友會用X大師這樣的工具來檢查電池健康度，但其實這並不非常靠譜。這類軟體是通過直接讀取固有信息來判斷電池健康度的，檢查結果不一定準確。X大師的電池檢測結果，可能會出現這種令人哭笑不得的數據其實，從Windows 8開始，Windows系統就自帶了電池檢查的功能。
  • 讓電池電量計更精確
    但是通常用於可攜式設備的庫倫計數技術不僅不準確，導致意外關機的可能性非常大，而且受制於溫度相關的誤差，並消耗寶貴的電池電量，而將這些電量用來為其它功能電路供電可能更好。1 庫倫計數電量計　　庫侖計數使用一個高精度的電流檢測電阻來監測電池不斷輸出的電流。電流隨時間而集成，並將結果與已知的最大電量進行比較，以計算可用的剩餘電量。
  • 多人投訴蘋果6s電量剩一半自動關機 檢測電池無異常
    （原標題：多人投訴蘋果6s電量剩一半自動關機 檢測電池無異常）
  • 電池電量計的原理與計算
    電池容量可以預置，也可在後續的完整充電周期中進行學習。在補償電池自放電、不同溫度下的容量變化等因素後，這種方法可以獲得令人滿意的精度，因此廣泛運用於筆記本電腦等高端應用中。電池電量計工作原理電池電量計對流入/流出電池的總電流持續進行積分，並將積分得到的淨電荷數作為剩餘容量。簡化的電池電量計如圖1所示。
  • 手機電池不給力 兩款電量檢測軟體對比評測
    然而智慧型手機的快速發展，使得手機電池在待機方面也是越來越不給力。以前，一塊電池的電量能續航2-3天，如今一天就需要充一次電，而且頻繁的給手機充電，也勢必會縮短電池的壽命，而一塊手機的廢舊電池可以汙染6萬升水，無論是對自然環境的破壞，還是對人類健康的危害都是不可估量的，產生這種問題的原因是什麼呢？又是什麼消耗了我們手機的電量？
  • 電池電量計的原理與計算(圖)
    電池電量計工作原理電池電量計對流入/流出電池的總電流持續進行積分，並將積分得到的淨電荷數作為剩餘容量。簡化的電池電量計如圖1所示。其中，RSNS為mΩ級檢流電阻，RL為負載電阻。電量計持續檢測RSNS兩端的壓差VS，並將其通過ADC轉換為N位的數字量Current(簡稱CR)，之後以時基確定的速率進行累加，M位累加結果Accumulated_Current(簡稱ACR)的單位為Vh(伏時)。對量化後的VS進行累加相當於對其進行積分，結果為。電池電量 。
  • 電池電量的兩種測試方法
    檢測普通鋅錳乾電池的電量是否充足，通常有兩種方法。第一種方法是通過測量電池瞬時短路電流來估算電池的內阻，進而判斷電池電量是否充足；第二種方法是用電流表串聯一隻阻值適當的電阻，通過測量電池的放電電流計算出電池內阻，從而判斷電池電量是否充足。
  • 關於電池電量計的設計分析和介紹
    只要有機會，我就會對手機進行充電，因為不想面對手機沒電的情況，也不想電池被過度使用，想盡力延長它的壽命。即使這麼關心它，我前段時間還是發現手機電池的消耗速度明顯加快了，於是決定將電池電量耗盡以糾正電量計算的誤差，然後就發現電量計量數據在到了 1% 以後就長時間不變了，我讓手機死命工作好久以後才使它實現了自動關機。
  • 手機是如何知道電池剩餘多少電量?
    智慧型手機時代，電池都不怎麼給力，出門前必須要先瞧一瞧，如果一半都不夠，那很有可能幾個小時後手機便自動關機，從此成為了失蹤人士。因此手機電量功能極為重要，它一方面為我們提供電量提醒，另一方面還起到了保護電池的功能，因為過度放電和過度充電對電池都是有損害的。
  • 電池電量指示器
    電池電量指示器 系統安全 大小: 3.31M 版本: 9.0.2
  • 電池剩餘電量顯示 手機是如何做到的?
    因此手機電量功能極為重要，它一方面為我們提供電量提醒，另一方面還起到了保護電池的功能，因為過度放電和過度充電對電池都是有損害的。 手機是如何知道電池剩餘多少電量呢？其實在電池的內部有一個電量計，用於指示可充電電池中的剩餘電量以及在特定工作條件下電池還能持續供電的時間。 現在設備中大概有三種類型監測方法的電量計： 電壓測試法 也 就是說電池的電量通過簡單的監控電池的電壓而得來的。
  • 通過電量計IC延長電池電力運行時間
    （來源：德州儀器公司） 快速發展 通常，電量計IC位於電池組上，使用低值分流電阻跟蹤電流進出電池。早期的電池監控電路只是測量電池的電壓。然而，難以獲得高度精確的電池容量估計，因為當負載電流水平改變時，對於給定的SOC，電池的瞬時電壓可以向上或向下移動。 今天大多數電量計IC都採用庫侖計算方法來計算電池容量。
  • 基於UT33B+數字萬用表的電池電量測量
    手持式電子產品基本上都是以乾電池供電為主作為消耗品的，然而大部份用戶群在日常使用過程中都會面臨一大堆舊電池取捨問題，那些舊電池能繼續選用，而舊電池又如何搭配使用，能再用多長時間；那些品牌的電池使用效率更高；對於這個問題，無論是電子專業人仕或者是一無所知的人仕來說，都是弄不明也搞不清楚的。
  • 什麼是乾電池、鋰電池,為什麼手機電池不用乾電池?
    什麼是乾電池，什麼是鋰電池，為什麼手機都是採用鋰電池，而不是乾電池？1、乾電池乾電池也成為伏打電池，伏打電池就是說由多組圓型板子成對出現並按照一定順序堆積而成，圓板上有兩種不同的金屬板，階層之間有一層布，起到導電作用，乾電池就是根據這種原理製作而成，乾電池內部有一種糊狀的物質，有些是明膠。