电量计

电池电量计

充电电池和电池电量计：

目前大量应用的充电电池包括铅酸蓄电池、镍镉/镍氢电池、锂离子/锂聚合物电池。

锂离子电池是目前最常见的二次锂电池，拥有高能量密度，与高容量镍镉/镍氢电池相比，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、镍氢电池的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，以防止电池损坏并达到最佳使用性能。锂离子电池容量会衰退，这与内阻不断升高和温度有关。锂离子电池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。

磷酸铁锂是一种新型锂离子电池电极材料。其特点是放电容量大，价格低廉，无毒性，不造成环境污染。世界各国正竞相实现产业化生产。锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料是近几年才出现的事，国内开发出大容量磷酸铁锂电池是2005年7月。

锂聚合物电池是一种新型的二次锂电池，具有更大的容量;内阻较低，允许10C（C是电池的容量，如C=800mAh，1C充电率即充电电流为800mA的大电流进行充放电）充放电电流。它和锂离子电池一样需要精确的充放电控制。目前，锂聚合物电池主要用于一些需要大电流充放电的应用中，如动力/模型汽车等。充电电池容量估算方法

在大多数便携应用中，充电电池都需要随时了解电池剩余容量以估算电池使用时间。

电池电量计就是一种测量电池累计电量的增加或减少的器件，用于确定可充电电池中的剩余电量以及在特定工作条件下电池还能持续供电的时间。

电量计还包括一些控制和逻辑接口，通常还能检测电池电压和温度等参数。一些智能电量计可以自动完成电池自放电的修正，还可保存电池特性曲线，允许用户定制电池电量计算法。

最早应用的方法是通过监视电池开路电压来获得剩余容量。这是因为电池端电压和剩余容量之间有一个确定的关系，测量电池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，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的剩余容量，此时负载电流在内阻上产生的压降将会影响开路电压测量精度。而电池内阻的离散性很大，且随着电池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剩余容量的方法在实际应用中无法达到足够的精度，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/流出电池的净电荷来估算电池剩余容量。这种方法对流入/流出电池的总电流进行积分，得到的净电荷数即为剩余容量。电池容量可以预置，也可在后续的完整充电周期中进行学习。在补偿电池自放电、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，因此广泛运用于笔记本电脑等高端应用中。

以上两种方法综合一下，就是要解决三大问题

1）针对各类不同国家不同厂商的电池产品的建模

2）阻抗和温度的补偿

3）精确的模拟自放电

电池电量计产品的比较

总结：

1）Linear（凌力尔特）的LTC2491虽然可用于锂离子电池，但只支持单节，所以无法采用。

2）Dallas（达拉斯）的DS2755支持单节锂离子电池和2到3节镍氢电池组，而多节电池的应用需要改造应用电路，相对繁琐。DS2755也是属于传统的库仑计算法的电池电量计，无法避免地存在库仑计算法的缺点。

再者，其通信接口也不是普遍采用的I2C。

3）Maxim（美信）的MAX17047采用ModelGauge m3算法，避免了传统库仑计算法的一些缺点，也可补偿阻抗和温度，功耗也较低，精度也较高，但在多节串联电池的使用上。需要利用外部缓冲器（例如MAX9910）对该款IC进行改造。

4）TI（德州仪器）的bq34z100是2012年7月5日德州仪器面向锂离子电池推出首款支持多串、多种化学成分电池的电量计，是业界首款在 2 至 16 节电池组中支持多种锂离子及锂铁磷酸盐化学成分的电量计，采用Impedance Track 专利算法实现高精度电池容量测量，对电池参数动态建模，补偿阻抗和温度。通信接口也是通用的。所以，bq34z100是较好的电池电量计的选择。