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    如何检测锂电池电量?
    来源:admin  日期:09-18  栏目:技术资讯
      众所周知,锂电池在我们的日常生活中随处可见,小到玩具,手机等日常消费品,大到汽车,都可以看到锂电池的身影。电子产品里大都有锂电池,那么如何检测锂电池电量呢?
         锂电池电量测量常见分为这三种:电压测量法、电池充放电曲线测电压法、库仑计。
    电压测量法:

    通过采集电池的电压,然后显示电池电量。最常见的做法就是,用4颗LED做电量指示,4.1V~4.2V满格 ,表示有100%的电,3.8V~4.1V三格,表示还剩75%的电量,3.7V~3.8V两格 ,表示还剩50%的电量,3.5V~3.7V一格,表示还剩25%的电量。这种测量非常不准确,常用于低端玩具和电动自行车的电量显示。电量显示是一个区间,无法显示具体电量。

     
    该测量方法存在一个比较大的误差就是电池在外接负载的情况下,不同负载在工作时,电池两端电压会有较大的差异,因此常见于在电动车刚启动时电量会突降。原因在于电机刚启动时所需要的功率较大,电流大,会拉低电池的电压。
    此种测量方法常用于静态功耗和工作功耗差不多的应用场景。
    电池充放电曲线测电压法:
     

    下面给出一个标准的电压对电池剩余容量的表格(左侧)以及大电流恒流放电电池电压对容量的表格(右侧),此表只能大致提供参考,还需实际测试。


     

    实际做法:
    取一块电池,用一个比较准确的库仑计来测试这颗电池的电量。在不同电量下分别记录这颗电池的电量,然后记录对应在该电量下的空载电压。在正常工作外接负载的场景下,在不同电量下分别记录这颗电池的电量,然后记录对应在该电量下的带载电压。将结果统计在Excel表格里,然后将结果生成一个大致的相对函数,MCU最后根据函数来计算当前电量的结果,这种方法相比第一种方法更靠谱,误差与之相比会小的多,做的好可以控制在5%以内。
    不过此种方法也存在缺陷:不同电池它的充放电曲线不一样,特别是新旧电池充放电曲线会有较大不同,还有一个电池受温度影响较大,不同厂家生产的电池也会有较大不同,如果所有电池都用这函数,或许会有较大的误差,因此此函数只能用同一批次的电池,如果电池更换,得需要重新计算。
    以上两种测量电池电量方法都不太准确,因此最后讲一种比较精确量电池电量的方法:

    库仑计原理:

    通过实时采样电池回路流经的电流大小,电流是随时间变化的,然后通过把这个变化的电流和时间进行积分,就可以得到准确的电量。当充电时,电池从没电到充满电这段时间里,实时采集电池的充电电流,然后和时间进行积分算出电池容量。当电路工作时,电池对电路放电,实时采集电池的放电电流,然后和时间进行积分,得出用掉了多少电量,最后用电池的容量减去用掉的电量就是电池剩下的电量,这样操作,电量指示就会很准确了。

    库仑计参考电路:


      如上面的参考电路所示,在电池的负极串一个采样电阻下地,再经过运算放大器放大给单片机的ADC采样,软件里经过积分等算法算出电量。

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