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怎么样提高电池电量监测准确度?

工程师
2013-08-19 10:46:08    评分

应用市场:智能手机、平板电脑、移动无线设备、电池备份和便携式医疗/保健等便携式设备。

电池电量监测技术

电源管理系统面对的最大难题是如何延长电池的运行时间。除了寻找能量密度更高的新式电源外,系统设计师也在寻找尽可能高效地利用电池电能的方法。他们大多将注意力集中在提高DC/DC转换效率上,由此延长电池运行时间,而往往忽略了与电源转换效率及电池容量同等重要的电池电量监测计精确度的问题。如果电池电量监测计的误差范围是±10%,则为了防止丢失关键数据,系统只能利用90%的电池电能。这相当于损失了10%的电池容量或电池运行时间。

影响锂电池电量的因素:温度,自放电,充放电次数,时间。

锂电池电量测量方法

1.电压测量法

也就是说电池的电量通过简单的监控电池的电压而得来的。但是从下图中我们可以看到,电池的电量和电压不是线性关系的,所以这中测试方法并不精准。

优点:简单
缺点:不精准,电量测量精度仅仅超过20%。尤其是电池电量低于50%时,手机的电量计算将会变得非常不准确。所以这种方法对电池的保护是非常有限的。

2.电池建模法

这个方法是根据电池的放电曲线来建立一个数据表,数据表中会标明不同电压下的电量值。

优点:相比电压测试法更精准一些

缺点:获得精准的数据表并不简单因为电压和电量的关系还涉及到了电池的温度、自放电、老化等的因素。只有结合了众多的因素来进行修正才能够得出较满意的电量测量。

3.库仑计

库仑计是在电池的正极和负极串如一个电流检查电阻,当有电流流经电阻时就会产生Vsense,通过检测Vsense就可以计算出流过电池的电流。其中iPhone中就是采用这一方法。

优点:精度可达1%,可降低电池老化等因素对测量结果的影响。
缺点:在电池长期不工作的使用模式下。如果电池在充电后几天都未使用,或者几个充、放电周期都没有充满电,那么由内部化学反应引起的自放电现象就会变得非常明显。在这种情况下测量结果将不再那么精准。

前两种方法是以电压测量为基础,第三种库伦记监测方法是以电流积分为基础。
以上三种测试方法中库伦计的精度是最高的,他可以在不损伤电池的情况下降低电池的放电截止电压,使电池的容量得到最大限度的利用,特别是对于低电压系统和使用多次的电池。另外还可以以更高精确地发出电池电量不足的警告信息,以避免用户在使用的过程中丢失数据。

4.阻抗追踪法(HYCON Impedance Track)

HYCON 的阻抗跟踪电池电量计技术是一种功能强大的自适应算法,其会记住电池特性随时间的变化情况。将这种算法与电池组具体的化学属性结合可以非常准确地知道电池的充电状态 (SOC),从而延长电池组使用寿命。

HY4145侦测电压、电流、温度,电池测量的演算法,结合库伦计量、电池开路电压测量、电池特性、与电池内阻等追踪技术。优势在于:电池内阻追踪技术与电池特性相关小,更可适用于各种不同应用,可直接应用在电池端及系统端,电池包出厂前不需要进行容量学习。

 




关键词: 怎么样     提高     电池     电量     监测     准确度     电压    

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