磷酸鐵鋰電池電量檢測原理及方法

來源：存能電氣  日期：2019-03-18 11:36  瀏覽量：次

　　磷酸鐵鋰電池電量檢測原理及方法。磷酸鐵鋰電池電量是指電池內(nèi)的可用電量占標(biāo)稱容量的比例，是電池管理系統(tǒng)的一個(gè)重要監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。鋰電池管理系統(tǒng)根據(jù)SOC值控制電池工作狀態(tài)。鋰電電量和容量是鋰電池的核心參數(shù),鋰電池生產(chǎn)廠家一般都有專用的設(shè)備進(jìn)行檢測以保證出貨產(chǎn)品的質(zhì)量合格。

　　磷酸鐵鋰電池電量檢測原理：

　　高級的磷酸鐵鋰電池一般都有一個(gè)電池控制芯片，比如線性鋰電池芯片SL1053。這是控制電池充放電，電池過載保護(hù)，以及分析電壓數(shù)據(jù)估計(jì)電量溫度的。相當(dāng)于一個(gè)高級保險(xiǎn)絲，基本都是靠這個(gè)芯片讀取電量，而不是直接去分析電壓來換算電量。

　　有時(shí)候這個(gè)電池芯片會(huì)出故障，比如瞬間高壓擊毀芯片，會(huì)導(dǎo)致電量顯示不正確，無法充電什么的。很多時(shí)候，電池的問題都是出在芯片上。

　　磷酸鐵鋰電池電量檢測方法：

　　1、電壓測試法：就是說磷酸鐵鋰電池的電量通過簡單的監(jiān)控電池的電壓而得來的。電池的電量和電壓不是線性關(guān)系的，所以這中測試方法并不精準(zhǔn)，電量測量精度僅僅超過20%。尤其是電池電量低于50%時(shí)，手機(jī)的電量計(jì)算將會(huì)變得非常不準(zhǔn)確。所以這種方法對電池的保護(hù)是非常有限的。

　　2、電池建模法：這個(gè)方法是根據(jù)鋰電的放電曲線來建立一個(gè)數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)表中會(huì)標(biāo)明不同電壓下的電量值，這一方法可以有效的提高測量的精度。

　　但要獲得一個(gè)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)表并不簡單，因?yàn)殡妷汉碗娏康年P(guān)系還涉及到了電池的溫度、自放電、老化等的因素。只有結(jié)合了眾多的因素來進(jìn)行修正才能夠得出較滿意的電量測量。

　　3、庫侖計(jì)：庫侖計(jì)是在鋰電的正極和負(fù)極串如一個(gè)電流檢查電阻，當(dāng)有電流流經(jīng)電阻時(shí)就會(huì)產(chǎn)生Vsense，通過檢測Vsense就可以計(jì)算出流過電池的電流。

　　從上面的三種方法中可以看到庫倫計(jì)的精度是最高的，它可以在不損傷磷酸鐵鋰電池的情況下降低電池的放電截止電壓，使電池的容量得到最大限度的利用，特別是對于低電壓系統(tǒng)和使用多次的電池。另外還可以以更高精確地發(fā)出鋰電池電量不足的警告信息，以避免用戶在使用的過程中丟失數(shù)據(jù)。

　　1、給電池充電，本來打算通過檢測電池電壓Vbat，來計(jì)算電池的充電電量；

　　2、但是5V適配器接上后，主控板就會(huì)輸出4.2V的Vbat，這時(shí)電池電量就已經(jīng)是100%

　　表述鋰電池儲能大小的參數(shù)是能量密度，在數(shù)值上大約相當(dāng)于電壓與鋰電池容量的乘積，為了有效提高鋰電的儲電量，人們一般會(huì)用增加電池容量的方法達(dá)到目的。但是，限于所用原材料的性質(zhì)，容量提升總是有限度的，于是提高電壓值成為提升鋰電池儲電能力的另一條途徑。

　　大家知道，鋰電池標(biāo)稱電壓是3.6V或3.7V，最高電壓是4.2V。那么，鋰電池的電壓什為什么不能獲得更大的突破呢？說到底，這也是由鋰電池的材料及結(jié)構(gòu)性質(zhì)決定的。

　　鋰電池的電壓是由電極電勢決定的。電壓也稱作電勢差或電位差，是衡量電荷在靜電場中由于電勢不同所產(chǎn)生的能量差的物理量。鋰離子的電極電勢約是3V，鋰電池的電壓隨材料不同而有變化。如，一般的鋰電池額定電壓為3.7V，滿電電壓為4.2V；而磷酸鐵鋰電池額定電壓為3.2V，滿電電壓為3.65V。換句話說，實(shí)用中的鋰電池正極和負(fù)極之間的電勢差不能超過4.2V，這是一種基于材料和使用安全性的需要。

　　目前，在電池市場，磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用也是越多越廣泛。鋰電池的密度高，是鉛酸電池的5倍。同時(shí)，鋰電池的壽命相比鉛酸電池也大大增長，鋰電池充放電次數(shù)在1000次，理論上能使用十年。鋰電一般常規(guī)充電是"兩階段恒電流充電",此法既不浪費(fèi)電力，充電時(shí)間短，對延長鋰電池使用壽命有利，同時(shí)計(jì)算鋰電池容量也容易得多。