鋰電池電量檢測(cè)方法,如何實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池剩余電量

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-06-19 10:35  瀏覽量：次

　　鋰電池電量檢測(cè)方法，如何實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池剩余電量？鋰電池容量是指電池存儲(chǔ)電量的大小。鋰電池如果將電用盡，會(huì)減短電池的使用壽命。鋰電池在充電及使用過(guò)程中需要對(duì)充電過(guò)流、過(guò)壓以及放電短路、過(guò)熱等情況進(jìn)行控制及保護(hù)，同時(shí)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電池電壓、剩余電量、估計(jì)供電時(shí)間、溫度等諸多信號(hào)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行判決處理。

　　鋰電池電量檢測(cè)方法

　　1.電壓測(cè)試法：就是說(shuō)鋰電池的電量通過(guò)簡(jiǎn)單的監(jiān)控電池的電壓而得來(lái)的。鋰電池的電量和電壓不是線性關(guān)系的，所以這中測(cè)試方法并不精準(zhǔn)，電量測(cè)量精度僅僅超過(guò)20%。尤其是電池電量低于50%時(shí)，手機(jī)的電量計(jì)算將會(huì)變得非常不準(zhǔn)確。所以這種方法對(duì)電池的保護(hù)是非常有限的。

　　2.電池建模法：這個(gè)方法是根據(jù)鋰電池的放電曲線來(lái)建立一個(gè)數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)表中會(huì)標(biāo)明不同電壓下的電量值，這一方法可以有效的提高測(cè)量的精度。但要獲得一個(gè)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)表并不簡(jiǎn)單，因?yàn)殡妷汉碗娏康年P(guān)系還涉及到了鋰電池的溫度、自放電、老化等的因素。只有結(jié)合了眾多的因素來(lái)進(jìn)行修正才能夠得出較滿意的電量測(cè)量。

　　3.庫(kù)侖計(jì)：庫(kù)侖計(jì)是在鋰電池的正極和負(fù)極串如一個(gè)電流檢查電阻，當(dāng)有電流流經(jīng)電阻時(shí)就會(huì)產(chǎn)生Vsense，通過(guò)檢測(cè)Vsense就可以計(jì)算出流過(guò)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(dá)到1%，另外通過(guò)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(duì)測(cè)量結(jié)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(nèi)的可用電量占標(biāo)稱容量的比例，是電池管理系統(tǒng)的一個(gè)重要監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，電池管理系統(tǒng)根據(jù)SOC值控制電池工作狀態(tài)。

　　電池的剩余電量也即反映的是鋰電池的荷電狀態(tài)。電池本身復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致其瞬態(tài)電壓響應(yīng)。電荷必須首先以電子的形式穿越儲(chǔ)存能量的電化學(xué)活性材料(陽(yáng)極或陰極)，在到達(dá)粒子表面后以離子的形式存儲(chǔ)于電解液中。這些化學(xué)步驟與電池電壓響應(yīng)的時(shí)間常數(shù)相關(guān)。

　　如何實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池剩余電量？

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

　　2.鋰電池（尤其是磷酸鐵鋰電池）因?yàn)殡妷狠^平穩(wěn)，無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單地通過(guò)電壓來(lái)判斷剩余電量。

　　3.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池剩余電量最好的辦法是使用智能芯片，如TI之類(lèi)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(jì)算剩余電量。有些智能保護(hù)板可能還加入電芯溫度、電壓、電流等特性曲線來(lái)輔助積分算法提供剩余電量的準(zhǔn)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(jì)是負(fù)責(zé)估計(jì)鋰電池容量。其基本功能為監(jiān)測(cè)電壓，充電/放電電流和電池溫度，并估計(jì)電池荷電狀態(tài)(SOC)及電池的完全充電容量(FCC)。有兩種典型估計(jì)鋰電池荷電狀態(tài)的方法：開(kāi)路電壓法(OCV)和庫(kù)侖計(jì)量法。另一種方法是由RICHTEK所設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)電壓算法。