如何实时监测锂电池的剩余电量?
来源:宝鄂实业
2019-12-29 14:08
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如何实时监测锂电池的剩余电量?锂电池容量是指电池的存储容量。锂电池在电量耗尽时会缩短电池寿命。在充电和使用锂电池的过程中,有必要对充电过流、过压、放电短路、过热等情况进行控制和保护。同时对电池电压、剩余电量、预计供电时间、温度等信号进行实时监测,并根据监测结果进行判断和处理。
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锂电池功率测试方法
1. 电压测试方法:即通过对电池电压的简单监测来获得锂电池的功率。锂电池的充电和电压不是线性的,所以测试方法不准确,充电的测量精度只有20%以上。特别是当电池电量低于50%时,手机的电量计算会变得非常不准确。所以电池的保护是非常有限的。
2. 电池建模方法:该方法是根据锂电池的放电曲线建立一个数据表,数据表将显示不同电压下的电量值。该方法能有效地提高测量精度。然而,要获得精确的数据表并不容易,因为电压与充电的关系还涉及到锂电池的温度、自放电、老化等因素。只有综合多种因素进行校正,才能得到满意的电量测量结果。
3.库仑计:库仑计检查锂电池正极和负极的电阻,如电流。当电流通过电阻时,就会产生Vsense。因此,它可以准确地跟踪电池电量的变化,精度高达1%。另外,通过匹配电池电压和温度,可以大大降低锂电池老化等因素对测量结果的影响。iPhone使用了这种方法。
剩余功率是指锂电池中可用功率与标称容量之比,是电池管理系统的重要监控数据,根据电池荷电状态值来控制电池的工作状态。
电池的剩余电量反映了锂电池的充电状态。电池本身的复杂电化学反应导致了其瞬态电压响应。电荷必须首先以电子的形式通过储存能量的电化学活性材料(阳极或阴极),到达粒子表面,然后以离子的形式储存在电解液中。这些化学步骤与电池电压响应的时间常数有关。
如何实时监测锂电池的剩余电量?
1. 对于铅酸与电压近似线性关系的电池,可以通过测量终端电压来了解剩余电量。
2. 锂电池(尤其是磷酸铁锂电池)具有稳定的电压,因此不能简单地通过电压来判断剩余电量。
3.实时监测锂电池剩余电量的最佳方式是使用智能芯片,如TI公司的BQ3050芯片。
4. TI是大多数笔记本电脑电池中使用的芯片。
5. 剩余电荷主要用积分法计算。一些智能保护面板还可以添加电池温度、电压和电流的特征曲线,以帮助积分算法提供剩余功率的准确性。
电池管理可以看作是电源管理的一部分。在电池管理中,电量计负责估计锂电池容量。它可以监测电压,充放电电流和电池温度,并估计电池的荷电状态(SOC)和完全充电容量(FCC)。锂电池充电状态的估计有两种典型的方法:开路电压法和库仑法。另一种方法是由RICHTEK设计的动态电压算法。