锂电池容量测量电路

基于库仑计法的锂电池电量检测

基于库仑计法的锂电池电量检测张永凯;赵建平;陶明超;王成;王晓冬【摘要】为了提高电池电量的估算精度,提出一种基于库仑计法的锂电池电量信息实时检测方法,给出锂电池电量检测的硬件组成与软件流程.对设计方案进行测试与对比,发现该方法实现了锂电池电量、电压和电流的指示,提高了电量估算精度.【期刊名称】《化工自动化及仪表》【年(卷),期】2016(043)002【总页数】4页(P191-194)【关键词】电量检测;锂电池;库仑计法;估算精度【作者】张永凯;赵建平;陶明超;王成;王晓冬【作者单位】曲阜师范大学物理工程学院,山东曲阜 273165;北京农业信息技术研究中心,北京 100097;曲阜师范大学物理工程学院,山东曲阜 273165;曲阜师范大学物理工程学院,山东曲阜 273165;北京农业信息技术研究中心,北京 100097;北京农业信息技术研究中心,北京 100097;农业部农业信息技术重点实验室,北京100097;北京农业信息技术研究中心,北京 100097;农业部农业信息技术重点实验室,北京100097【正文语种】中文【中图分类】TH862+.7随着低压、低功耗集成电路的发展，对于电池容量和性能的要求越来越高。

目前，锂电池具有能量密度大、使用寿命长、自放电少及污染小等优点，广泛应用于笔记本(PC机)、远程监控手机及数码相机等便携式电子产品中[1]。

但锂电池也存在不足之处，如过压充电、欠压放电都会造成电池的永久损坏[2]。

锂电池的电量检测与保护是保证电子设备可靠运行的重点，因此电池电量管理变得极为重要。

在电池电量检测方面，常用的预估方法是工作电压法和开路电压法。

工作电压法通过实时测量电池工作电压来估算电池剩余电量的范围，但工作的电池容量会受到电池温度、放电率及自放电率等多种因素的影响[3]，所以，通过测量工作电压对电池容量进行准确估计是很困难的；开路电压法与剩余电量存在固定而准确的关系，但是准确的电压测量需要电池断开一个小时以上，使其内部处于稳定状态，而电池实际使用过程无法满足此需求[4]。

电池容量测量原理

电池容量测量原理
电池容量测量的原理是通过测量电池在放电过程中所释放的电荷量来确定电池的容量大小。

电池的容量定义为在特定条件下电池能够释放的电荷量，一般以安时（Ah）为单位。

电池容量的测量可以通过测量电流和时间的乘积来计算。

具体原理可以分为两种方法：
1. 恒流放电法：将电池与一个已知电阻相连，在电路中建立一个恒定的电流。

通过测量电流和放电时间，可以计算出电池所释放的电荷量，从而确定电池的容量。

该方法适用于矩阵电池和锂电池等。

2. 恒功率放电法：将电池与一个已知负载相连，在电路中建立一个恒定的功率。

通过测量功率和放电时间，可以计算出电池所释放的电荷量，从而确定电池的容量。

该方法适用于锂离子电池、聚合物锂离子电池等。

需要注意的是，电池容量的测量还受到电池的放电率、环境温度等因素的影响，因此在实际测量中需要做一定的修正。

一种精确检测锂电池电量的方案

设计应用esign & ApplicationD一种精确检测锂电池电量的方案A scheme for accurately detecting the power of lithium batteries李跃勇（郑州雅晨生物科技有限公司，郑州 450000）摘要：传统检测锂电池电量的方法一般是通过检测电池两端电压，然后根据电池放电曲线，通过算法估算出电池电量。

本文采用专业的电量计MAX17055配合充电管理芯片推出一种精确检测锂电池电量的解决方案。

关键词：锂电池；电量计；MAX170551 传统锂电池电量检测方案传统的锂电池检测方案采用ADC 采集锂电池两端电压，然后根据厂家提供的电池的放电曲线，通过算法估算出来的一个大概的电量数值。

如图1所示，此图是一个容量为2 000 mAh 的锂电池放电曲线，放电电流为2 000 mA。

图１　锂电池放电曲线X 轴代表剩余电量，Y 轴代表电池两端电压。

根据实际需要显示的电池电量要求，把Y 轴分成相应的段数，然后对照X 轴坐标值，可大致估算出电池电量。

例如图2所示，当电池电压下降到3.5 V 左右时，电池电量大概在50%左右。

但这种方式最大的弊端是没有考虑到电池的内阻，从而导致计算出来的电池容量误差很大。

电池两端电压计算公式如下：V =V oc -I ×Rbat图２　传统估算电池电量的方法其中：V oc 指的是电池两端的开路电压，I 表示电池放电电流，R bat 表示电池内阻，不同厂家的电池内阻通常在几十毫欧到几百毫欧不等，而且电池内阻会随着电池的老化而增加，通常在100个周期之后电阻内阻会增加1倍，这种内阻的变压会导致计算出来的误差非常大。

从图1中的放电曲线上也可以看到，电池满电量时，电压约为4.2 V ，当电池用2 000 mA 电流开始放电时，电池电压瞬间就降低到3.9 V 左右，其中的压降正是电池内阻在作怪。

当遇到需要突发电流的情形，就会发生电池电量格数跳变的现象。

18650电池容量检测方法

18650电池容量检测方法
为了检测18650电池的容量，您可以使用以下方法：
1. 充电-放电法：
- 使用合适的充电器将电池完全充满。

- 将充满后的电池连接到负载电器，并记录初始电压。

- 将负载电器设定为合适的电流（通常为电池额定电流的0.2倍），并让电池放电至特定的电压（通常为电池的截止电压）。

- 计算电池所释放的容量（mAh）：容量（mAh）= 电流（mA）×放电时间（小时）。

- 重复此过程三次，并计算平均值以提高准确性。

2. 万用表测量法：
- 使用一个合适的万用表或电池容量仪，选择电压测量档位。

- 将电池正负极与测量仪连接，并记录初始电压。

- 将电池接到一定电流的负载电路中。

- 每隔一定时间（例如每小时）测量一次电池的电压，并记
录下来。

- 当电池的电压降至截止电压时，停止放电并记录结束时间。

- 计算电池所释放的容量（mAh）：容量（mAh）= （初始
电压 - 截止电压） ×电流（mA）×放电时间（小时）。

请注意，以上方法仅用于参考，实际测量结果可能受到各种因素的影响，如电池状态、温度等。

为了获得准确的结果，建议使用专业的电池容量测试设备。

电池电量检测方法及原理 pdf

FUEL GAUGE 电池电量检测方法及原理锂电池具有高存储能量、寿命长、重量轻和无记忆效应等优点，已经在现行便携式设备中得到了广泛的使用，尤其是在手机、多媒体播放器、GPS终端等消费类电子设备中。

这些设备不但单纯地只是支持单一的通讯功能，还支持流媒体播放和高速的无线发送和接收等等功能。

随着越来越多功能的加入且要获得更长单次充电的使用时间，便携式设备中锂电池的容量也不断地增大，以智能手机为例，主流的电池容量已经800mAH增长到现在1500mAH，并且还有继续增长的趋势。

随着大容量电池的使用，如果设备能够精确的了解电池的电量，不仅能够很好地保护了电池，防止其过放电，同时也能够让用户精确地知道剩余电量来估算所能使用的时间，及时地保存重要数据。

因此，在PMP和GPS中，电量计不断加入到设备中，并且电量计也在智能手机中得到了应用，尤其是在一些Windows Mobile操作系统的智能手机中，如图1所示，电池电量的显示已由原来的柱状图变为了数字显示。

本文介绍和比较三种种不同电量计的实现方法，并且以意法半导体的STC3100电池监控IC为例，在其Demo实现了1%精度的电池精度计量。

（a）柱状图电量显示（b）数字精确电量显示图1 Windows Mobile 手机中电量计量1，电量计的实现方法和分类。

据统计，现行设备中有三种电量计，分别是：直接电池电压监控方法，也就是说，电池电量的估计是通过简单地监控电池的电压得来的，尽管该方法精度较低和缺乏对电池的有效保护，但其简单易行，所以在现行的设备中得到最广泛的应用。

然而锂电池本身特有的放电特性，如图2所示。

不难从中发现，电池的电量与其电压不是一个线性的关系，这种非线性导致电压直接检测方法的不准确性，电量测量精度超过20%。

电池电量只能用分段式显示，，如图1.a所示，无法用数字显示精确的电池电量。

手机用户经常发现，在手机显示还有两格电的时候，电池的电量下降得非常快，也就是因为这时候电池已经进入Phase3。

电动车锂电池接线图

本人电动自行车为捷马16寸雅阁（锂电）48V ，购于2013年5月，到目前（2016年8月），已经使用三年多时间。

锂电池到了寿命，容量衰减很快，从当初的可骑行40公里衰减到不足8公里，因此考虑更换电芯。

这个过程其实很简单，只要搞清楚原电芯多少V ，多大容量，测量好尺寸，即可参照选型购买。

例如，本人的原装电芯是48V10AH ，该电池是5并13串，电芯尺寸为：295*85*75。

考虑到电池壳内还有一定空间（300*95*85），因此选了一个12AH 的电芯。

原电芯引出三条线（红、蓝、黑），经测量，红线为正极，蓝线和黑线（其实内部是短接）为负极。

原电芯接线电路图如下：
在给新电芯接线的时候，只要正极接正极，负极接负极即可。

黑黑锂电池电芯接线电路图。

电池电量检测方法及原理.pdf

FUEL GAUGE 电池电量检测方法及原理锂电池具有高存储能量、寿命长、重量轻和无记忆效应等优点，已经在现行便携式设备中得到了广泛的使用，尤其是在手机、多媒体播放器、GPS终端等消费类电子设备中。

这些设备不但单纯地只是支持单一的通讯功能，还支持流媒体播放和高速的无线发送和接收等等功能。

随着越来越多功能的加入且要获得更长单次充电的使用时间，便携式设备中锂电池的容量也不断地增大，以智能手机为例，主流的电池容量已经800mAH增长到现在1500mAH，并且还有继续增长的趋势。

随着大容量电池的使用，如果设备能够精确的了解电池的电量，不仅能够很好地保护了电池，防止其过放电，同时也能够让用户精确地知道剩余电量来估算所能使用的时间，及时地保存重要数据。

因此，在PMP和GPS中，电量计不断加入到设备中，并且电量计也在智能手机中得到了应用，尤其是在一些Windows Mobile操作系统的智能手机中，如图1所示，电池电量的显示已由原来的柱状图变为了数字显示。

本文介绍和比较三种种不同电量计的实现方法，并且以意法半导体的STC3100电池监控IC为例，在其Demo实现了1%精度的电池精度计量。

（a）柱状图电量显示（b）数字精确电量显示图1 Windows Mobile 手机中电量计量1，电量计的实现方法和分类。

据统计，现行设备中有三种电量计，分别是：直接电池电压监控方法，也就是说，电池电量的估计是通过简单地监控电池的电压得来的，尽管该方法精度较低和缺乏对电池的有效保护，但其简单易行，所以在现行的设备中得到最广泛的应用。

然而锂电池本身特有的放电特性，如图2所示。

不难从中发现，电池的电量与其电压不是一个线性的关系，这种非线性导致电压直接检测方法的不准确性，电量测量精度超过20%。

电池电量只能用分段式显示，，如图1.a所示，无法用数字显示精确的电池电量。

手机用户经常发现，在手机显示还有两格电的时候，电池的电量下降得非常快，也就是因为这时候电池已经进入Phase3。

一种基于MAX471芯片的锂电池充电电量显示与监控电路

一种基于MAX471芯片的锂电池充电电量监测电路的设计与实现----------------三峡电力职业学院刘远明摘要：本文提供了一种基于MXA471芯片的锂电池充电监测电路，通过该芯片实时检测电路对锂电池的充电电流值，配合充电管理芯片，实现了对充电电流，充电电压，充电电量，电池温度等的实时检测和显示，当电池温度、充电电压等方式异常时，电路会及时报警，避免充电事故的发生，本文对电路原理，方法，相关器件都做了详细介绍。

引言：随着便携式电器设备的普及，锂电池的使用已随处可见，从手机到平板，从各种便携式仪器仪表到学生的各种科技活动，使用的电源基本都选择了锂电池。

但，使用锂电池就离不开充电器，一个好的，功能完备的充电器对正确，安全使用锂电池及其重要。

在对锂电池充电时，经常因为电池或充电器的原因，充电充了很长时间，取下电池使用时，电池还是没电，或一会又没电了，有的电池，在充电过程中，电池发热甚至发生爆炸事故，因此，在充电过程中，对电池的充电情况进行实时监测，出现问题时能及时发现，确保充电过程有效，安全得进行。

这里提供一种基于MAX471芯片的充电监测电路，可以较好的实现锂电池充电的安全、有效的目标。

1、MAX471芯片介绍：1.1 MAX471芯片性能特点MAX471 是美国Maxim 公司向市场推出的一种新型的、高精度的电流检测放大器，主要用于笔记本电脑、手机、便携式测量仪、能源管理系统等中的电流监测单元在电流测量技术中。

在电流测量中，为了减少测量电路对被测电流的影响, 通常采用在被测电路中串联一只小阻值的取样电阻进行I-V 转换, 再经过差分放大电路实现小电压放大的方法来测得电路中的电流值，测量精度要求越高, 线路就越复杂。

MAX471内部有一个35mΩ的电流采样电阻, 可以测量±3A的电流。

MAX471 有一个电流输出端, 只需外接一个电阻, 将电流转换成对地电压, 就可组成高精度的电流监测电路。

锂电池自放电测量：静置与动态测量法详解

锂电池自放电测量：静置与动态测量法详解锂离子电池自放电的测量方法主要分为两大类：静置测量方法，通过对电池进行长时间的静置得到自放电率；动态测量方法，在动态过程中实现对电池的参数识别。

一、静置测量法目前主流的锂离子电池自放电测量方法是在一定的环境条件下，对电池进行较长时间的静置，测量静置前后电池参数的变化，来表征锂离子电池的自放电程度。

根据测量参数的不同，静置测量主要分为3大类：容量测量、开路电压测量和电流测量。

1、容量测量在电池进行长时间静置前，对电池进行一次充放电，记录静置前的放电容量Q0。

静置后采用同样的方式使电池放电，记录静置后的放电容量Q。

根据式(7)可以计算得到电池的自放电率η。

再对电池采用同样的方式进行一次充放电，记录循环后的电池放电容量Q1。

根据式(8)和(9)可以分别计算得到电池的可逆自放电量Qrev和不可逆自放电量Qirr。

该方法的示意图如图1所示。

图1 容量测量方法示意图在国际标准化机构及各国政府相关部门和行业协会发布的电池测试手册中，对通过容量测量来检测电池自放电作了相关规定：国际电工委员会(IEC)发布的《含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组：便携式二次锂电池和蓄电池组》(IEC 61960)中规定，将处于50%SOC状态下的电池，在环境温度(20±5)℃下存储90d，再次充电后电池的放电量应不小于额定容量的85%，具体测量流程如图2a所示。

美国汽车研究委员会(USCAR)发布的电动车用电池测试手册规定，测量前应先测量与电池工作区间对应的实际电量。

将电池以C/3倍率放出50%的可用电量后，在环境温度30℃下存储30d，再次充电后测量电池的放电量。

中国国家标准化管理委员会发布的《电动汽车用动力蓄电池性能要求及试验方法》(GB/T 31486)与IEC标准较为相近，规定了荷电保持及容量恢复能力的测量试验流程。

以室温试验为例，电池在室温条件下存储8d，要求荷电保持率不低于初始容量的85%，容量恢复不低于初始容量的90%。

电动车充电器锂电池电量检测系统设计

电动车充电器锂电池电量检测系统设计
翁耀明;洪乐;蒋庆春;陈翼飞;付三丽;黄方弟
【期刊名称】《输配电工程与技术》
【年(卷),期】2024(12)1
【摘要】近年来,锂电池在便携式电子产品、电动汽车和可再生能源系统中变得无处不在。

测量结果不准确、不全面是一部分锂电池电量检测系统存在的主要问题,因其忽略了能够影响电池性能的重要因素,即温度参数,另外还有电池自身的老化(SOH)及内阻变化等。

而随着电池使用次数的增加,电池不断老化,电池容量就会逐渐减小,若缺少了电池额定容量满循环校准这一步骤,将会加大电量的测量误差,这一误差还会随电池使用频率累积增大。

本文主要以STM32单片机微控制器为核心,针对便携式的小功率产品,设计一个锂电池电量检测系统,并对锂电池组的充、放电过程进行保护。

锂电池组的电流、电压、温度参数将被系统控制器及时采集,为电池组剩余电量的检测和电池组充放电保护提供理论依据。

论文的电池性能检测系统具有测量精度高、响应速度快、成本低、易操作、系统稳定等优势。

【总页数】12页(P1-12)
【作者】翁耀明;洪乐;蒋庆春;陈翼飞;付三丽;黄方弟
【作者单位】三亚学院新能源与智能网联汽车学院三亚
【正文语种】中文
【中图分类】TM9
【相关文献】
1.基于NEC单片机的电动车充电器控制系统设计
2.电动车充电器过温报警保护系统设计的关键技术和思路分析
3.24 V锂电池充电器系统设计
4.电动车充电器过温报警保护系统设计中关键技术分析
5.捷运达电动车锂电池专用充电器电路实绘图
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柱型锂离子电池容量测试方法

柱型锂离子电池容量测试方法
柱型锂离子电池的容量测试通常采用恒流放电法进行，这是一种标准化且精确的方法。

以下是具体的测试步骤：
1. 预处理：
-充电：首先确保电池完全充满电，对于锂离子电池，通常将其充电至其最大充电电压，即大约4.2V。

2. 设置放电条件：
-恒流放电：选择一个合适的放电率，如0.5C（这意味着放电电流是电池额定容量的0.5倍，例如，对于一个1000mAh的电池，放电电流为500mA）。

-终止电压：设定一个终止放电电压，这个电压通常是根据电池规格和安全标准设定的，常见的是3V或2.75V。

3. 实施测试：
-使用电池测试设备或万用表配合适当的负载（如恒流源），以设定好的恒定电流对电池进行放电。

-当电池电压下降至预先设定的终止电压时，立即停止放电过程。

4. 计算电池容量：
-记录放电时间（从开始放电到达到终止电压的时间）。

-电池的容量可以通过放电电流乘以放电时间来计算，即`电池容量（mAh）= 放电电流（mA）×放电时间（小时）`。

5. 判断与验证：
-将测得的电池容量与电池标签上的标称容量进行对比，若实际容量接近或等于标称容量，并且满足行业标准规定的误差范围内，则认为电池是合格的。

-如果恒流放电无法达到预期的放电时间或者容量远低于标称值，则可能表明电池存在质量问题或是假冒伪劣产品。

请注意，在实际操作中，为了确保安全性并获取准确的结果，应当遵循相关的安全措施和行业标准，比如在测试环境中监测电池温度变化，并确保整个测试过程在安全可控的条件下进行。

万能表测量电池容量的方法

万能表测量电池容量的方法
要测量电池的容量，可以使用以下几种方法：
1. 电流积分法：通过将电池接入一个已知电阻和电流表的电路中，记录电池放电所需时间，并将电流与时间进行积分，可以得到电池的容量。

公式为：容量 = 电流 ×时间。

2. 电压法：通过记录电池在使用过程中的电压变化情况来估算容量。

可以通过绘制电池电压随时间的曲线，来测量电池的容量。

3. 末端电压法：通过放电时电池末端电压的变化来确定容量。

测量电池的放电曲线，当电池末端电压降至一定程度时（如2.8V），即认为电池已经放完，根据放电过程中的积分电流和时间，可以计算出电池的容量。

4. 电化学法：通过测量电池的化学反应来确定容量。

这种方法一般需要使用特殊的实验设备和技术，如循环伏安法、恒流充放电等。

需要注意的是，不同类型的电池（如锂电池、铅酸电池等）的容量测量方法可能会有所不同。

建议根据具体电池类型和要求选择合适的测量方法，并遵循相关的安全操作规程。

锂电池电量检测原理

锂电池电量检测原理
锂电池电量的检测原理涉及到电池内部的化学反应和电流的测量。

以下是一个通常使用的原理：
1. 电化学反应：锂电池的电量是通过锂离子在电解质溶液中的嵌入和脱嵌来存储的。

当电池放电时，锂离子从负极（即锂离子嵌入的负极材料，通常为碳或金属氧化物）脱嵌，并在正极的材料（通常为金属氧化物）中嵌入，同时释放出电子，以供外部电路使用。

当电池充电时，反应过程相反，锂离子从正极脱嵌，回到负极。

因此，锂电池的电量主要取决于正负极材料中锂离子的嵌入和脱嵌程度，以及电解质溶液中的离子浓度。

2. 电流测量：电池的电量通常通过测量电流来进行检测。

当电池被连接到一个负载电路时，电流会通过电池以供应能量。

通过测量电流的大小和时间，可以计算出电池放电或充电的总电量。

在实际应用中，可以通过使用电流传感器或负载电路内部的电阻来测量所通过的电流。

根据上述原理，可以设计与测量和监控锂电池电量相关的电路和程序。

这样可以实时监测锂电池的电量并进行相应的控制和管理。

锂电池电量检测原理

目录序--------------------------------------------------------------------- 错误!未定义书签。

目录 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 第一章电池电量监测基础知识------------------------------------------------------------------------------------------------ 3 1。

1什么是电池电量监测技术------------------------------------------------------------------------------------------ 3 1。

2概要介绍---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 31.3第一部分：电池化学成分基本知识------------------------------------------------------------------------------- 31.4电池化学容量Qmax --------------------------------------------------------------------------------------------------- 51。

5可用容量Quse -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 1。

锂电池dcir测试方法

锂电池的DCIR（Direct Current Internal Resistance，直流内阻）测试是评估电池性能和状态的一种方法。

以下是一种常见的锂电池DCIR测试方法：
1.准备材料和设备：
●锂电池
●直流电源
●电子负载或者恒流负载
●电压测量仪器
●温度计
2.测试前准备：
●确保锂电池已充满电，并放置一段时间让其稳定。

●检查电池外壳是否完好，无破损或泄漏。

3.连接电路：
●将直流电源的正极连接到锂电池的正极，负极连接到锂电池的负极。

●将电子负载或者恒流负载连接到锂电池的正负极之间。

4.设置测试参数：
●根据需要设置电流大小，一般选择合适的典型电流值。

●设定持续测试时间，通常为几秒钟或几分钟。

5.进行测试：
●开始测试后，记录下初始的电池电压和表面温度。

●测量测试过程中的电池电压和表面温度。

●在测试结束后，记录下最终的电池电压和表面温度。

6.计算DCIR：
●使用Ohm's Law（欧姆定律）计算DCIR，即R = ΔV / I，其中R是内阻，ΔV是测
试中电池电压的变化，I是测试中的电流大小。

7.分析结果：
●比较测试结果与锂电池规格或标准值，评估电池的性能和状态。

●注意观察测试过程中电池的温度变化，过高的温度可能表示电池存在问题。

请注意，以上方法仅供参考，具体的测试步骤和参数设置可能会因不同的设备和要求而有所差异。

在实际操作中，请根据具体情况进行调整，并严格遵守相关安全操作规程。