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关于电池电量计的工作原理

电池的使用寿命不能仅通过循环次数或使用年限来定义,而是在很大程度上取决于其使用方法。随着容量消失,运行时间变短。智能电池通过读取先前传递的能量来获取此容量衰减,但这些重要的健康统计数据仍然大部分隐藏在用户之外。电池仍然是一个“黑匣子”,在更换电池时会隐藏重要的性能记录和掩模。

智能电池的主要任务之一是在电池,充电器和用户之间建立通信。指示充电状态的燃油表部分地实现了这一点。按下充满电的SMBus电池上的TEST按钮时,所有信号灯都会亮起。在部分放电的电池上,一半灯亮起,而在空电池上,所有灯都保持黑暗或出现红灯。

电池电量计

图中显示了一个电池的电量计,75%充电,三个灯发光

虽然电池或显示屏上显示的SoC信息对用户有帮助,但读数并不能保证运行时间。无论电池能够存储多少容量,电量计都会重置为100%完全充电。如果老化的电池显示100%的SoC而电池的充电能力下降到50%或更低,这已经处于危险状态。“100%指的是什么?”例如,如果100%的好电池产生4小时的运行时间,那么容量减半的电池只运行2小时。许多用户都没有意识到电量计只显示SoC;领先的健康指标,仍然未知。

除了应用受控放电外,没有可靠的方法来测量“化学电池”的容量,但有一种方法可以读取“数字电池”。术语化学电池是指通过放电完全充电的电池组得到的实际容量数字电池是一种外围监测电路,它存储在充电和放电电池时通过库仑计数得出的估计容量,作为现场使用的一部分。

SMBus电池默认将出厂设置的设计容量保存为Ah或100%。每次完全充电时,电池会重置完全充电标志,并且在放电期间,库仑计测量所消耗的能量。流入和流出的库仑可用于估计称为电池状态的完全充电容量(FCC)。随着电池使用和时间的减少,所交付的能量也会减少,并且FCC数量也会下降。与通过放电获得的容量读数相比,正在深循环的电池的FCC精度约为+/- 5%。定期校准将提高FCC准确度。也可以通过充电期间的库仑计数来估算容量。这对空电池最有效。具有100%容量的电池将获得完整的库仑计数;只有50%容量的产品只能在电池充满电之前接受一半。库仑计数开始时不知道剩余SoC会影响准确性。可以通过测量电池的开路电压(OCV)来估算SoC,但这只是粗略的近似值,因为充电或放电后的搅拌以及温度会影响OCV。可以使用彩色LED在线性显示器上显示SoC和容量信息。绿灯表示可用容量; 电池的空白部分标有未点亮的LED;并且不可用部分显示为红色LED。结果也可以在数字显示器上显示。

电池电量计

读取SMBus上的电池信息,并将其显示在多色LED条上。该图显示了50%SoC的部分放电电池,其中20%为空,30%无法使用。提供功能状态(SoF),是电池诊断的终极产品。一些设备制造商对于向消费者提供此功能犹豫不决,因为这可能导致保修索赔的提升。如果电池容量降至80%以下,则只能进行更换;保持隐藏的证据被视为破坏性最小的方法。SoF始终可以通过服务代码访问。SoF最适合工业用途。

 

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