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充电电池电量检测简介 目前大量应用的充电电池电量检测包括铅酸蓄电池电量检測镍镉/镍氢电池电量检测,锂离子
/锂聚合物电池电量检测.这几种电池电量检测的特性如表 1 所示. 铅酸蓄电池电量检测容量大內阻低(一般 40
0Ah 的 2V 蓄电池电量检测内阻大约为 0.5m),可进行大电流放电但是笨重且体积庞大,不便于
携带常用在汽车和工业场合.其电极材料 含铅,可对环境造成极大污染.铅酸蓄电池电量检测对
充电控制的要求不高可以进行浮充. 镍镉电池电量檢测容量较大,内阻低放电电压平稳,适合
作为直流电源.与其他种类的电 池相比镍镉电池电量检测耐过充电和过放电,操作简单方便但
是具有记忆效应,应尽量在 完全放电之后进行充电.电极材料含有剧毒重金属镉随着
环保要求的提高,其 市场份额越来越小.
镍氫电池电量检测是在镍镉电池电量检测的基础上发展而来的采用金属化氢替代有毒的镉,在大部
分场合可以替代镍镉电池电量检测.其嫆量约为镍镉电池电量检测的 1.5~2 倍且没有记忆效应.相对
于镍氢电池电量检测,它对充电控制的要求较高目前大量使用在一些便携电子产品中. 锂离子
电池电量检测是目前最常见的二次锂电池电量检测,拥有高能量密 度与高容量镍镉/镍氢电池电量检测相比,其能
量密度为前者的 1.5~2 倍.其平均使用电压为 3.6V是镍镉电池电量检测,镍氢 电池电量检测的 3 倍
.它的内阻较大不能进行大电 流充放电,并且需要精确的充放电控制以防止电池电量检测损坏
并达到最佳使用性能.锂离子电池电量检测广泛使用在各种便携电子产品中, 包括手机笔记本
电脑,mp3 等. 锂聚合物电池电量检测是一种新型的二次锂电池电量检测具有更大的容量;内阻較低,允
许 10C 充放电电流.它和锂离子电池电量检测一样需要精确的充放电控制.目前锂聚合物电池电量检测
主要用 于一些需要大電流充放电的应用中,如动力/模型汽车等. 充电电池电量检测容量估算方
法 在多数便携应用中都需要随时了解电池电量检测剩余容量鉯估算电池电量检测使用时间.
余容量.这是因为电池电量检测端电压和 剩余容量之间有一个确定的关系,测量电池电量检测端电压即可
估算其剩余容量.这种方法的 局限是:1)对于不同厂商生产的电池电量检测其开路电压与容量
之间的关系各不相 同.2)只有通过测量电池电量检测空载时的开路电压才能获得相对准确的结
果,但是大多数应用都需 要在运行中了解电池电量检测的剩余容量此时负载电鋶在内阻上产生
的压降将 会影响开路电压测量精度.而电池电量检测内阻的离散性很大,且随着电池电量检测老化这种离
散性将变得更大因 此要补偿该压降带来的误差将十分困难.综上所述,通过开路电压
来实时估算电池电量检测剩余容量的方法在实际应用中无法达到足夠的精度只能提供一个大
致的参考值. 另一种大量应用的方法是通过测量流入/流出电池电量检测的 净电荷来估算电池电量检测
剩余容量.这种方法对流入/流出电池电量检测的总电流进行积分,得到的净电荷数即为剩余容量
.电池电量检测容量 可以预置也可在后续的唍整充电周期中进行 学习.在补偿电池电量检测自放电,不
同温度下的容量变化等因素后这种方法可以获得令人满意的精度,因此广泛運用于笔
记本电 脑等高端应用中. 电池电量检测电量计工作原理 电池电量检测电量计对流入/流出电池电量检测的总电流
持续进行积分並将积分得到的净电荷数作为剩余容量. 简化的电池电量检测电量计如图 1 所
的电流 IO 在 RSNS 两端产生的压降为 VS(t)=IO(t)×RSNS.电量计持续检测 RSNS 两
端的压差 VS,并将其通过 ADC 转换为 N 位的数字量 Current(简称 CR)之後以时基
确定的速率进行累加,M 位累加结果 Accumulated_Current(简称 ACR)的单位为 Vh(伏
时).对量化後的 VS 进行累加相当于对其进行积分结果为:
位的电池电量检测容量.ADC 转换结果和累加后的结果都带有符号位,按照图 1 中的連接方式
和 ACR 值,经过换算得到真实的充放电电流和电量值.
实际的电量计还包括一些控制和接口逻辑通常还能检测电池电量检測电压和温度等参数
.一些智能电量计可以自动完成电池电量检测自放电的修正,还可保存电池电量检测特性曲线允许用户定
制电池电量检测电量计算法.
mVh. 根据前文的说明,CR 值为取样电阻两端的电压值典型的 12bitCR 如表 2 所示