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懂行的网友进来科普一下库仑计芯片的原理吧

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出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 16:39:55 来自手机 | 显示全部楼层 |阅读模式
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阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

一只鸟敢站在脆弱的枝条上歇脚,它依仗的不是枝条不会断,而是自己有翅膀,会飞。

出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 16:54:55 | 显示全部楼层
都没人,那我就抛砖引玉吧。库仑计的原理我说不清楚,上传一个手册,是我们项目在用的一个库仑计芯片,美信的DS2876,正好有一个中文版本的。坐等高人科普

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出0入42汤圆

发表于 2013-5-15 16:55:42 | 显示全部楼层
怎么这么久了还没有回,看了搞电量计的还真少。
TI 有两款电量计IC,分别型号为 BQ27210, BQ27541.
精度方面27541好些,价格少于7元,只要看量。
封装不适合DIY.

出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 16:56:03 | 显示全部楼层
只知道有个DS2784,http://wenku.baidu.com/view/1004ebeb172ded630b1cb6c1.html
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2013-5-15 16:56:14 来自手机 | 显示全部楼层
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出0入8汤圆

发表于 2013-5-15 16:56:56 | 显示全部楼层
板凳,学习

出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 16:58:33 | 显示全部楼层
基本概念介绍
mAh:电池容量的计量单位,实际就是电池中可以释放为外部使用的电子的总数。折合物理上的标准的单位就是大家熟悉的库仑。库仑的国际标准单位为电流乘以时间的安培秒:
1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培小时=3.6库仑
mAh不是标准单位,但是这个单位可以很方便的用于计量和计算。比如一颗900mAh的电池可以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力。要想获得锂离子电池的电量使用的正确情况,只有用库仑计。就像大家家里面的水量计量用的水表的作用原理,要计算流经的电荷的多少才能获得锂离子电池的电量使用情况。
如何得到流经的电荷量呢,就只有通过测试单位时间内回路流经的电流大小。如果测到的电流是恒定不变的,把测到的电流乘于时间就可以简单的得到了电荷量了。这钟情况一般只有实验室里面才能发生,通常用一个恒流来放电计算电池的容量,而且测到的容量也比较精确。如果测到的电流是随时间变化的,那么就需要对这个变化的电流进行积分才能得到电荷量,手机上的电池就是这种情况,电流随时都在变化。
电流要如何测到呢?
简单的讲就是通过测量一个特定的电阻两端的电压(单位伏特V或毫伏mV),把电压除于这个电阻的阻值(单位欧姆Ω或毫欧mΩ)就得到即时的电流值(单位是安培A或毫安mA)了。

库仑计工作原理
目前手机电池的容量计量,是在电池的保护线路上串联了一个电量计量芯片,其中串联的是一个集成的电阻,电阻值一般是20~30毫欧之间。
其基本原理是,芯片上集成了一个取样电阻,当流过不同电流后产生不同的压差,芯片就对这个电压(实际转换为电流)和时间进行积分,得到用户使用时的正确电量(注意,电量的单位是mAh)。
很多芯片可以实现这个功能,TI的,MAXIM的几个半导体芯片公司均有类似产品出品.电池增加这个芯片后,成本提高,对手机也提出了"通讯"的要求.所以很多手机没有这个功能。
那么该芯片通过实时积分得到容量以后,把容量(单位是mAh)数据存储在芯片的EEPROM中,并根据手机的需求,通过通讯线传递给手机.那么手机就得到了这块电池的准确容量。
库仑计的芯片,即电量计量芯片是装在手机电池里面的,通常是与锂离子电池的保护线路设计在一起。
在库仑计芯片的存储器里面通常有如下的基本电池信息
▲电池的初始容量(mAh),即额定容量,一个电池完全充放后得到的容量
▲电池的当前容量(mAh),处于使用状态是的电池容量
▲当前流经的电流(mA),即手机的电流损耗
库仑计简单应用
但是一般手机不会显示容量(比如"还有550mAh"或"剩下345mAh")这么一个让用户不好理解的数值.
这里就有两种容量显示方式,通过计算把容量mAh转换成可以很好理解的另外一种单位.
1.容量百分比(单位是%)
每个电池都有一个初始容量或称为额定容量.
把当前的电池容量除于额定容量就可以得到当前电池的容量百分比
一块额定容量为600mAh的电池,如果当前电池容量只有456mAh,手机就显示456/600=76%.
2.待机时间和通话时间(单位是时间:小时h)
手机本身根据自身的待机或通话电流损耗,会相应的内置一个计算公式,见这个容量转换成用户可以理解的待机时间和通话时间.
待机时间的计算公式就是:
电池的当前容量/当前流经的电流=待机时长
通话时间的计算公式就是
电池的当前容量/通话时平均电流=通话时长

库仑计进阶说明
电路
有两种类型的设计电路来获得电池的容量
一种是A/D模数转换,通常是12位精度,将电压值转换为12位精度的16进制数字后乘于取样的间隔时间.
一种是集成模式,利用RC积分电路来获得电压对时间的积分值.
两者最终得到的都是电池的容量.
容量的归一
电压法那样测一个电压的时间非常短.不需要容量的归一.
由于库仑计的容量获得必须是对时间的积分才能获得.那么要获得该电池的额定容量,就必须对电池进行一次完全的充分才能得到正确的电池容量信息.
在库仑计的使用之初,厂家会赋予库仑计一个电池的初始容量.但是每次使用不可能都是完全用光或完全充饱.所以经常的浅充浅放会积累容量的误差.
所以必须定期对使用库仑计的锂离子电池进行完全充分的操作,使其重新获得正确的电池额定容量.
额定容量的调整
锂离子电池的实际容量会随着循环的进行,可用容量会逐渐的衰减.如果库仑计里面保存的初始容量一成不变的话,肯定会导致容量显示的错误.
比如初始容量是600mAh的电池,在100次循环以后,其实际容量已经变成500mAh了,如果在进行容量显示是仍然按照600mAh这个数来计算的话,势必造成电池永远充不饱这个问题.
所以在库仑计的里面还有一个容量对使用次数调整的算法,会根据电池循环次数调整其实际容量.
锂离子电池的容量还会随使用温度的变化得到不同的可用容量.
比如在25度时,电池可以得到几乎100%的可用容量
而在0度是,电池只能放出80%的可用容量.
如果不对容量进行温度调整的话,势必造成低温环境使用时,明明显示剩余20%的容量,却提前关机这个现象.
所以在库仑计里面还有一个容量对温度调整的算法,会根据电池的实际温度进行可用容量调整.
电池标识码
许多库仑计芯片都顺便集成了一个电池标识码记录区域.
它的作用是给手机电池标一个序列号,这个序列号是保存在芯片里面的,利用与手机的通讯口传递给手机.手机验证这个序列号.如果是正确的就判断为正品电池.如果序列号验证错误,手机就提示是非正品电池甚至拒绝工作.
不要小看库仑计芯片,小小的一个芯片,不但要进行高精度的电量计量,还要进行复杂的运算调整.而且 还要与主机(手机)进行通讯联系. 有关库仑计在手机上使用的现象解释
上面详细的介绍了库仑计芯片本身的工作原理.
但是作为一个面向用户的应用,得到容量(mAh)这个数据是远远不够的.那么如何把容量转换成为待机时间就是手机的软件的工作了.
手机通过通讯,获得如下信息
▲电池的初始容量(mAh),即额定容量,一个电池完全充放后得到的容量
▲电池的当前容量(mAh),处于使用状态是的电池容量
▲当前流经的电流(mA),即手机的电流损耗
注意,当前流经的电流是个非常没有规律的值.显而易见,许多因素影响了这个电流.
当地的信号强度,会影响手机的待机电流
手机附加功能,比如蓝牙功能,红外功能会增加或改变待机电流
手机背光(操作手机时),会大大的增大待机电流.
这些影响因素会导致以下这个待机时间计算公式出现偏差
▲电池的当前容量/当前流经的电流=待机时长
如果待机电流稳定不变或变化很小的话,这个待机时间就会起到很好的计算作用
这就是为什么手机固定放置在一个地方,待机时间很准的原因
当地信号的好坏也直接的影响手机的待机时间显示。
本来在A地显示180个小时待机的同一个手机拿到B地马上就变成了240个小时待机。这是因为计算公式的分母变化了。
但是待机时间的变化和强烈反差的出现并不是说电池出现了问题,实际其电池的容量还是没有变化的.这个也并不能用来说明是电池不好的原因。
虽然锂离子电池没有记忆效应,不需要专门的放电处理,不需要充饱电池就可以使用,这并不影响锂离子电池的性能发挥。
但是,对于正在使用配备库仑计电池的手机用户,有一点必须强调:
请您定期的对你所用的电池进行一次完全的充放,以便库仑计进行容量调整和归一化的进行.确保库仑计一直工作在最佳状态。

出0入618汤圆

发表于 2013-5-15 17:03:59 | 显示全部楼层
原理简单来讲就是对电流采样进行持续积分,有用模拟积分器的(LTC4150),也有用高精度ADC + 数字累加器的(DS2784)。
个人感觉DS2784和TI的BQ系列并不适合经常换电池的场合,这些都是专门为笔记本电池等不可换电池的应用而设计的。

出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 17:07:05 | 显示全部楼层
常用的库仑计除了楼上网友所提出的DS2784,还有DS2740,不过该芯片可以当做是一个电流检测仪,仍需要MCU通过计算,得到电池容量

DS:

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出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 17:10:28 | 显示全部楼层
TI的芯片bq20z45好像利用的是阻抗跟踪技术来测电量.它可以跟踪串联电池组中每一个电池的电量,还带有平衡充功能.前段时间研究了一下,还没下手试,感觉这个挺合适的.

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出0入618汤圆

发表于 2013-5-15 17:10:39 | 显示全部楼层
库仑计最大的缺点就是需要学习,也就是至少一次完整的深度放电和完全充电过程,而锂电池最怕的就是深度放电,对于经常换电池的情况,可能不少人会有强迫症去反复学习,最终缩短了电池寿命而不自知,所以大多数库仑计的设计都是和电池包捆在一起的。

出0入4汤圆

发表于 2013-5-15 17:19:02 | 显示全部楼层
mA h 》T*I  = Q  》库伦
我的想法:用ad采电流,然后单片机算出电流,按固定的时间累加(比如1s),最后把时间换算成小时。就不知道实际做出来精度如何了

这样还可以附加了一个功能,输出电流显示

出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 17:56:12 | 显示全部楼层
用单片机的ad采集检流电阻上的电压然后再累加的方法不知道可不可行?精度如何,能达到5%吗?

如果可行,那么采样电阻多少合适呢?

采样电阻过小可能小电流就测不准了。过大可能效率又会损失。

貌似最便宜的就是LM358来放大采样电阻的电压。

出10入210汤圆

发表于 2013-5-15 18:07:23 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2013-5-15 17:10
库仑计最大的缺点就是需要学习,也就是至少一次完整的深度放电和完全充电过程,而锂电池最怕的就是深度放电 ...

+1
其它的就不多说了。

出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 18:15:21 | 显示全部楼层
用库仑计, 别用学习功能, 仅仅记录充电多少库仑,或者放电多少库仑, 这样不就行了吗

出10入210汤圆

发表于 2013-5-15 18:27:40 | 显示全部楼层
ddqq 发表于 2013-5-15 18:15
用库仑计, 别用学习功能, 仅仅记录充电多少库仑,或者放电多少库仑, 这样不就行了吗 ...


要这个功能就是想知道电池的电量还剩多少,如果不学习,不知道电池能装多少,怎么才能知道还剩多少呢?

出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 18:28:37 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2013-5-15 17:10
库仑计最大的缺点就是需要学习,也就是至少一次完整的深度放电和完全充电过程,而锂电池最怕的就是深度放电 ...

这样换一次学习一次的话比较蛋疼。。。。

出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 18:30:09 | 显示全部楼层
我也在想自己通过采样电压做积分不知道可以不?

出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 18:32:37 | 显示全部楼层
我想请教下是不是库仑计要一直工作啊?这样的话功耗会不会很大呢?

出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 18:37:10 | 显示全部楼层
gzhuli 爲什麽什麽都會?爲什麽?爲什麽??!!!
而且每次都是簡簡單單幾句話就說出了方案的缺陷和優勢,比那些所謂畢業論文強大不知道多少倍!
開發其實就是在各種限制條件下做出最合理取捨的過程,問題是這種水平估計在開發部上班好幾年都不容易做得到!!gzhuli不是搞研發的...
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2013-5-15 18:48:42 来自手机 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2013-5-15 18:53:54 来自手机 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 18:59:19 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2013-5-15 17:03
原理简单来讲就是对电流采样进行持续积分,有用模拟积分器的(LTC4150),也有用高精度ADC + 数字累加器的 ...

大师一说,我就懂了。 膜拜大师。

出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 19:30:24 | 显示全部楼层

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出0入618汤圆

发表于 2013-5-15 20:02:35 | 显示全部楼层
armok 发表于 2013-5-15 18:48
这样处理如何?

OLED 上显示


单位还是用毫安时吧,用库仑看着就蛋疼……
我觉得库仑计用DS2740这种比较底层的芯片比较好,单一只负责电量累计,不带容量记忆,余下的由MCU负责处理,同时用常规电压检测方式修正数据,这样最灵活,不需要的网友甚至可以不焊这部分,只使用电压电量检测的功能。

出0入147汤圆

发表于 2013-5-15 20:13:18 | 显示全部楼层
强烈推荐MAX17040,相比BQ系列不需要检流电阻和完整学习过程,新电池放上后,会根据电压和充放电斜率自动推测出大概容量。非常适合需要经常更换电池的场合。

出0入618汤圆

发表于 2013-5-15 20:25:17 | 显示全部楼层
dreampet 发表于 2013-5-15 20:13
强烈推荐MAX17040,相比BQ系列不需要检流电阻和完整学习过程,新电池放上后,会根据电压和充放电斜率自动推 ...

嗯,这个不错,感觉比库仑计靠谱,专门就是为可换电池系统设计的。
看了下maxim还有个MAX17047,貌似结合了库仑计和MAX17040的电压估算算法,不知道会不会更先进。

出0入147汤圆

发表于 2013-5-15 20:26:22 | 显示全部楼层
另外补充下,17040输出的是电池电压以及相对容量(RSOC),我们实测常温下,全量程容量精度能达到5%以内,电压精度能达到±15mv。
个人认为移动电源在使用时和手机一样能显示较精确的剩余电量百分比就可以了,没有必要精确显示电池的绝对容量(SOC)

出0入147汤圆

发表于 2013-5-15 20:36:32 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2013-5-15 20:25
嗯,这个不错,感觉比库仑计靠谱,专门就是为可换电池系统设计的。
看了下maxim还有个MAX17047,貌似结合 ...

嗯,都是用的什么ModelGauge 算法,问过来拜访FAE也不清楚,说是美信的专利。
不过根据采用这个算法的系列芯片都只支持Li+而不支持铁锂的特性来看,大致原理估计就是判断电池电压处于电池充放电曲线的某一位置,然后计算电压变化的斜率来做。

出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 20:41:33 | 显示全部楼层
虽没研究过库仑,但可以共享一下资料

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出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 22:08:44 | 显示全部楼层
用单片机应该也能实现,只是算法问题,精度有待验证,目前市面上的电池容量测试仪也是库伦计原理,只是放电电流相对固定,而移动电源的放电电流是变化的

出0入0汤圆

发表于 2013-5-15 22:17:06 | 显示全部楼层
我也分享一个资料,这个是当年我研究apc upb10 移动电源时找到的它上面所用库伦计的资料。

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出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 09:22:20 | 显示全部楼层
armok 发表于 2013-5-15 18:48
这样处理如何?

OLED 上显示

上次用了一半就充电怎么办?

出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 09:29:58 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2013-5-15 17:10
库仑计最大的缺点就是需要学习,也就是至少一次完整的深度放电和完全充电过程,而锂电池最怕的就是深度放电 ...

锂电池的 dod会影响到寿命么?


我测试过铅酸,12-24串,55度恒温(电池表面温度),0.2C以上,深度放电到1.8,这样400+的循环,(衰减最多的电池)连20% 的衰减都没有。
这个放电,对锂电池,真的会有影响?


通过这个测试,我们明白,主要用心做的电池,寿命,根本不是问题。

出0入8汤圆

发表于 2013-5-16 10:02:47 | 显示全部楼层
打个酱油
看了上面的回复,我觉得可用库仑计和电压估算 两种方法综合计算剩余电量
做电压估算的时候,同时用库仑计来修正
库仑计可以得到瞬时的精确值。比如5分钟以内,放了xC的电,而电压降了yV(电压采集的时候可能要用电流和内阻来修正)
可以修正出一个dV和dC的关系。再通过这个dC/dV关系来修正电压与剩余电量的曲线。
这样不用深度放电,而是用库仑计来动态修正电压电量曲线。
同一个电池充放得越深,这曲线就会修正得越好,結果也越精确。
把库仑计的学习变成动态的,学得越久越精确。如果只是打酱油的电池,有点偏差也无所谓了

出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 10:05:02 | 显示全部楼层
USACH 发表于 2013-5-16 09:29
锂电池的 dod会影响到寿命么?

锂电池的保护电压点很低,一般都低于3V,而实际上我们使用的时候,肯定不会到那么低,估计3V不到就关闭了。
这种程度的放电应该是影响不到电池寿命的

出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 10:07:37 | 显示全部楼层
误差不超过百分之10就行,  

出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 10:16:22 | 显示全部楼层
Iory1984 发表于 2013-5-16 10:05
锂电池的保护电压点很低,一般都低于3V,而实际上我们使用的时候,肯定不会到那么低,估计3V不到就关闭了 ...

我就是这个意思,深度放电(DOD)和过放是两个概念。按理来说,深度放电不会影响寿命,如果会影响寿命,就应该定义成过放。

出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 10:23:58 | 显示全部楼层
USACH 发表于 2013-5-16 10:16
我就是这个意思,深度放电(DOD)和过放是两个概念。按理来说,深度放电不会影响寿命,如果会影响寿命, ...

从放电曲线来看,大部分聚合物电池电压低于3.4V时,电池容量已经小于10%了。一般情况下,把这段当成不可用的,直接就不用了。
深度放电一般也就在这个区域吧。

出0入8汤圆

发表于 2013-5-16 10:31:31 | 显示全部楼层
听完课受益匪浅。
阿莫说的对,采用性能优良的进口电池组,大多数人事不会经常更换电池的。

出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 10:54:50 | 显示全部楼层
Iory1984 发表于 2013-5-16 10:23
从放电曲线来看,大部分聚合物电池电压低于3.4V时,电池容量已经小于10%了。一般情况下,把这段当成不可 ...

dod能放出来的电@2.7-3.5V,和放电速率有关吧,如果是1C放电,还是能放出来比较多的吧。

如果是0.1C一下,确实很小。

不过按照移动电源的条件,如果是4节并联,大多数情况,就算充ipad,2A的充电,这时候电池的电流可能有3.5A及以上,如果电池>10AH ,大概是0.3C,
照着datasheet看下对应的放电点亮即可。

出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 11:19:43 | 显示全部楼层
USACH 发表于 2013-5-16 10:54
dod能放出来的电@2.7-3.5V,和放电速率有关吧,如果是1C放电,还是能放出来比较多的吧。

如果是0.1C一下 ...

我的理解是恰好相反,电池放电电流小,反而可放电要多。
手头的电池样品,从测试曲线来看,0.5A放电,可以持续5个小时,1A放电往往不超过2小时。
大电流放电时,电压会被瞬间拉低,导致很快就到了截止点。

出0入25汤圆

发表于 2013-5-16 11:27:09 | 显示全部楼层
Iory1984 发表于 2013-5-16 11:19
我的理解是恰好相反,电池放电电流小,反而可放电要多。
手头的电池样品,从测试曲线来看,0.5A放电,可 ...

我的实际经验也是如此。

出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 11:33:13 | 显示全部楼层
rei1984 发表于 2013-5-16 11:27
我的实际经验也是如此。

前段时间做了不少测试,确实是这样的。
顺便上传一个安捷伦的锂电池测试指南,

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出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 11:40:05 | 显示全部楼层
Iory1984 发表于 2013-5-16 11:19
我的理解是恰好相反,电池放电电流小,反而可放电要多。
手头的电池样品,从测试曲线来看,0.5A放电,可 ...

我可能没描述清楚,我想称述的是大电流放电,虽然截至啦,但是电池内部还有很多电。

以大速率放电的时候,电池电压为3.5V的时候,这时候电池内部几乎没电啦。
但是大速率放电的时候,电池内部会有很多电。
具体的原因是内阻,包括材料和离子浓度差等引起的内阻。

举个例子:手电里的电池用完,灯泡都没亮啦,放在闹钟还能用很久。

出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 11:52:53 | 显示全部楼层
rei1984 发表于 2013-5-16 11:27
我的实际经验也是如此。

因为这个不是一个确定值,我就举一个例子证明你武断啦。


http://industrial.panasonic.com/ ... 00/ACA4000CE240.pdf





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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2013-5-16 12:29:10 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 12:36:50 | 显示全部楼层
如果需要自己去判断,而又是单按键………… 为实现不同操作,按键的组合次序将会变得更加复杂。。。。。

因此可否在内部PCB再放置一个按键
反正换电池时需要打开壳体,就可以利用内部按键进行“高级操作”
平时使用,外壳上的单按键只用实现简单功能即可

出10入210汤圆

发表于 2013-5-16 12:41:59 | 显示全部楼层
zgxcom123 发表于 2013-5-16 12:36
如果需要自己去判断,而又是单按键………… 为实现不同操作,按键的组合次序将会变得更加复杂。。。。。

...

放进去的电池容量是多少,目前的电量还有多少,用户自己应该也不太清楚,所以也不好办。

出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 12:43:24 | 显示全部楼层
STC3100 意法半导体

出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 12:44:36 | 显示全部楼层
LTC4150  也不错的

出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 12:55:24 | 显示全部楼层
rainbow 发表于 2013-5-16 12:41
放进去的电池容量是多少,目前的电量还有多少,用户自己应该也不太清楚,所以也不好办。 ...

是否可以结合电压进行预判(去掉内部按键,仍只保留一个)

更换新电池后
如果电压充足,则询问用户是否进行容量矫正
如果电压不足,则在下次充满电拔掉充电器后进行询问

询问时,出现5秒倒计时,如果5秒内用户按下按键,则进入矫正模式,否则倒计时结束,进入正常工作状态

这样可以降低操作复杂度
因为矫正容量肯定要在电量充满时进行,而此时使用者应该会有空去关注屏幕上的提示
如果没空,直接放入包中匆匆离开,没关系,5秒后也就进入待机状态了

出0入8汤圆

发表于 2013-5-16 12:57:19 | 显示全部楼层
继续酱油
用库仑计来做 电压-电量 曲线的校准
如果能有这样的一个算法,可以不用学习,不用重置
1.电池经历了一个深度的充放电周期,那么通过这个算法能够得到精确值
2.电池只经历了一些中间状态,那么通过这个算法能够得到近似值
3.如果已经有一条精确的曲线了,这个时候换电池了,算法会向新电池特征曲线收敛,当原先电池放回去后,曲线继续向原先电池的特征曲线收敛
这样同一块电池用的次数越多,充放越深 就越准
如果要一步到位得到精确值,那就做一次深度充放电,只要不换电池,它就是准的
算法是自适应的,不需要用户参与,也不用额外的充放电周期

出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 13:00:35 | 显示全部楼层
板凳,学习

出0入0汤圆

发表于 2013-5-16 13:09:11 | 显示全部楼层
本帖最后由 zgxcom123 于 2013-5-16 13:21 编辑
canspider 发表于 2013-5-16 12:57
继续酱油
用库仑计来做 电压-电量 曲线的校准
如果能有这样的一个算法,可以不用学习,不用重置


+1

我也酱油一下
个人感觉相关操作应当尽量减少用户参与
好的产品应当是在需要的时候以最快的速度最便捷的方式来服务使用者,而在不需要的时候可以把它忘掉。
不是让使用者去判断什么时候该维护了,什么时候该矫正了

当然如果是自动判断,那么程序的复杂度就会得以提升,并且精度上肯定没有用户自行判断矫正要好………… 就看鱼与熊掌如何取舍了

PS:类似于手机这样的数码产品,就是自动进行容量矫正。有些贴士会建议使用者每隔一段时间就将手机冲饱电然后再耗尽,目的不是激活电池,而是为了矫正电池容量

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发表于 2013-5-16 13:14:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 WEIZ666 于 2013-5-16 13:16 编辑



想用美信库伦计IC 就看这。。。。。。。

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出0入618汤圆

发表于 2013-5-16 13:33:49 | 显示全部楼层
canspider 发表于 2013-5-16 12:57
继续酱油
用库仑计来做 电压-电量 曲线的校准
如果能有这样的一个算法,可以不用学习,不用重置

美信的ModelGauge m3算法好像就是这样的,结合了库仑计和电压斜率曲线。
原理说起来很轻松,但算法要做得精确是很难的,为了一个DIY项目去研究这种算法太费精力了,有现成方案就尽量用现成的。

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发表于 2013-5-16 13:36:29 | 显示全部楼层
每次不断保存充放电最大值来逼近,用户不要操作了。

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发表于 2013-5-16 14:00:06 | 显示全部楼层
USACH 发表于 2013-5-16 09:29
锂电池的 dod会影响到寿命么?

能详细说下你测试电池的参数吗?宽温胶体电池?感觉不太可能啊。我做基站电源设计的,2V单体24节48V500AH典型情况,整个基站对环境温度要求最严的就是电池,别说55度了,按设计手册的说法,超过35度寿命都是急剧下降。电池环境温度的限制是基站节能措施最大的一个瓶颈。

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发表于 2013-5-16 15:27:09 | 显示全部楼层
teddeng 发表于 2013-5-16 14:00
能详细说下你测试电池的参数吗?宽温胶体电池?感觉不太可能啊。我做基站电源设计的,2V单体24节48V500AH ...

电池是特地为基站开发 。作为第三方,没必要夸大电池数据。

具体的信息,不方便说吧,反正性能很NB很NB,市面上的都弱爆啦。

想了解详细的可以PM。


这个主要就是为了基站节能+增加电池寿命做的。因为基站里面的设备,除了电池,其它的50度的室温,都没什么问题。


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发表于 2013-5-16 15:48:54 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2013-5-15 20:25
嗯,这个不错,感觉比库仑计靠谱,专门就是为可换电池系统设计的。
看了下maxim还有个MAX17047,貌似结合 ...

主机侧或电池侧电量计量
1节电池(MAX17040)
2节电池(MAX17041)
高精度电压测量
对于5.00V提供±12.5mV精度(MAX17040)
对于10.00V提供±30mV精度(MAX17041)
利用ModelGauge算法提供精确的相对容量(RSOC)计算
测量过程没有失调累计
无需电池满充至放空的再学习过程
无需检流电阻
2线接口
低功耗
小尺寸、8引脚、2mm x 3mm TDFN无铅封装

z这两个芯片只可以检测一节电池或者两节电池。我们的移动电源是四节电池的话不是比较麻烦?

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发表于 2013-5-16 15:53:05 | 显示全部楼层
散吧散吧 发表于 2013-5-16 15:48
主机侧或电池侧电量计量
1节电池(MAX17040)
2节电池(MAX17041)

并联相当于一节。

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发表于 2013-5-16 15:56:26 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2013-5-16 15:53
并联相当于一节。

在请教下大师,比如我的两节电池是并联的话,假如他们的容量或者电压不一样的时候在使用的时候会不会产生不平衡的情况,还有充电的时候不平衡怎么解决?

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发表于 2013-5-16 16:31:34 | 显示全部楼层
散吧散吧 发表于 2013-5-16 15:56
在请教下大师,比如我的两节电池是并联的话,假如他们的容量或者电压不一样的时候在使用的时候会不会产生 ...

容量不一样没关系,电压不一样并联时会有较大的电流,平衡后跟一节没区别,只要一直并联,不再需要任何平衡措施,所以并联的电池管理是最简单的。

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发表于 2013-5-16 17:11:11 | 显示全部楼层
菜鸟看不太懂

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发表于 2013-5-16 18:33:34 | 显示全部楼层
USACH 发表于 2013-5-16 15:27
电池是特地为基站开发 。作为第三方,没必要夸大电池数据。

具体的信息,不方便说吧,反正性能很NB很NB ...

我是移动设计院的,你们电池进集采目录没有?小容量的也要进省采目录,有的话我直接去查就完了,没进的话,,赶紧弄吧,要不没意义。这年头,居然有好东西还藏着掖着的。。

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发表于 2013-5-16 20:45:23 | 显示全部楼层
teddeng 发表于 2013-5-16 18:33
我是移动设计院的,你们电池进集采目录没有?小容量的也要进省采目录,有的话我直接去查就完了,没进的 ...

我实话实话吧,是移动和沃达丰联合集采的。

但是他们不知道改买什么电池好。我们负责测试中标的电池,给中国移动和沃达丰分别提供测试数据。


电池就是这么NB。全国有4家,都这么强。

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发表于 2013-5-17 00:48:12 | 显示全部楼层
USACH 发表于 2013-5-16 20:45
我实话实话吧,是移动和沃达丰联合集采的。

但是他们不知道改买什么电池好。我们负责测试中标的电池,给 ...

唉,集团总算明白过来了,这些年集采,技术评标都是做样子,纸面大家都是达标的,结果还是最低价中标,电池越来越差。好几年前就提过要委托第三方测试,总算开始了?不过光指标好也没用啊,如果价格太高的话。胶体电池肯定符合要求,价格是普通的1.5倍。今年分到我们这的有所谓宽温电池,价格好像贵不到3%,估计不靠谱。还有,这个是送检还是抽检,差别大了。

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发表于 2013-5-17 01:21:56 | 显示全部楼层
teddeng 发表于 2013-5-17 00:48
唉,集团总算明白过来了,这些年集采,技术评标都是做样子,纸面大家都是达标的,结果还是最低价中标,电 ...

集采的话,供应商都SB掉啦,直接明标的,就看谁能接受的价格低,就用谁的 ,所以质量肯定堪忧啊,但是比外面肯定好。
说实话,集采招标比赌博还刺激。

测试的电池比的性能肯定是最优秀的,这个不用怀疑,但是电池是直接给的,不是测试后的再给你,这个你能明白的,因为电池的
放电容量会随着次数上升,然后下降,这个很明显,所以,不是挑出来测试的。

而且电池这东西么,可以去挑选,也没什么意思,因为挑出来,不一定能坚持到最后的。



高温电池肯定很贵,但是如果有测试的性能,贵一倍还是划算的。通讯中断和电池维护更换总成本都是极高。


测试的话,只有邮电所有资格(或者认证),这在中国,也没什么办法。


扯远啦,原意是为了说明单次的DOD不会影响到寿命的。

出0入618汤圆

发表于 2013-5-17 01:37:02 | 显示全部楼层
USACH 发表于 2013-5-17 01:21
集采的话,供应商都SB掉啦,直接明标的,就看谁能接受的价格低,就用谁的 ,所以质量肯定堪忧啊,但是比 ...

铅酸怎么能和锂离子比,而且你那估计还是UPS专用的深循环电池:Deep cycle battery
耐深放最牛叉的是镍镉呢,直接放到0V都能扛得住,其次是铁锂,要不是铁锂电压低容量小,我还真想过用它。

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发表于 2013-5-17 02:07:14 | 显示全部楼层
之前我们公司打算更换太阳能系统的蓄电池,看到一份资料,叫纯铅蓄电池,看资料非常牛X,直接户外加个箱子就行了。空调都不用。牌子是enersys

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发表于 2013-5-17 08:50:59 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2013-5-17 01:37
铅酸怎么能和锂离子比,而且你那估计还是UPS专用的深循环电池:Deep cycle battery
耐深放最牛叉的是镍镉 ...

我说的是这个问题:锂电池能不能深度放电,不是过放。

过放,大多数电池都不行,也放不出什么电。
从各种品牌的锂电池数据手册来看,都能放电到2.5-2.7V,有些高平台的电池(4.25-4.35)的,终止电压也会稍高。

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发表于 2013-5-17 12:18:44 | 显示全部楼层
USACH 发表于 2013-5-17 08:50
我说的是这个问题:锂电池能不能深度放电,不是过放。

过放,大多数电池都不行,也放不出什么电。

深放和过放的界限本来就很模糊。
网上有不少锂电池的循环寿命研究,全部都指出50% DOD的循环寿命是100% DOD的数倍,普通锂离子电池100% DOD的循环寿命(容量掉到70%)是300~500次,而50% DOD的循环寿命可达1200~1500次。
现在绝大部分锂电池保护IC的低压保护点都偏低,基本上都是在过放区了,反正我手上好几片带保护板的锂聚合物电池,放到保护几个循环后就大了肚子。手提电脑电池也是,几次在外面用到自动关机,电池基本上就报废了,容量掉到50%以下。

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发表于 2013-5-17 12:27:58 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2013-5-17 12:18
深放和过放的界限本来就很模糊。
网上有不少锂电池的循环寿命研究,全部都指出50% DOD的循环寿命是100% D ...

不能否认,深度放电,对于电池是不好,但是3-500的寿命,觉得DOD还是很靠谱,可以忽略DOD损害寿命这个事情。

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发表于 2013-5-17 12:31:10 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2013-5-17 12:18
深放和过放的界限本来就很模糊。
网上有不少锂电池的循环寿命研究,全部都指出50% DOD的循环寿命是100% D ...

锂电过放保护,三星/apple,nokia带的电池都在3.5V附近,笔记本的也在3.5V附近,这时候应该还没过放。

我经常过放(深放)锂电,没见坏过的,容量么,70%还是有的,很多年啦。

出0入618汤圆

发表于 2013-5-17 12:33:05 | 显示全部楼层
USACH 发表于 2013-5-17 12:27
不能否认,深度放电,对于电池是不好,但是3-500的寿命,觉得DOD还是很靠谱,可以忽略DOD损害寿命这个事 ...

也可以换句话来讲:如果你能接受容量提前掉到70%,那么你就能获得几倍的循环寿命。

出0入618汤圆

发表于 2013-5-17 12:37:09 | 显示全部楼层
USACH 发表于 2013-5-17 12:31
锂电过放保护,三星/apple,nokia带的电池都在3.5V附近,笔记本的也在3.5V附近,这时候应该还没过放。

...

没那么高的,我手上的电池普遍<3V。
就拿很多移动电源都用的DW01来说吧,2.4V才保护,>0.5C放电还好,如果是0.1C放到这个电压,电池基本上就可以报废了。

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出10入210汤圆

发表于 2013-5-17 12:40:28 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2013-5-17 12:37
没那么高的,我手上的电池普遍0.5C放电还好,如果是0.1C放到这个电压,电池基本上就可以报废了。
...

大电流的放电一般都是做到2.5V,小电流的2.8V左右。

出0入0汤圆

发表于 2013-5-17 13:35:36 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2013-5-17 12:37
没那么高的,我手上的电池普遍0.5C放电还好,如果是0.1C放到这个电压,电池基本上就可以报废了。
...

这个是锂电池的通用保护IC,在最其它无效的时候切断电路,就像火车的紧急刹车一样。

在3.5V的时候,难道cpu不会自动切断进入保护状态?

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发表于 2013-5-17 14:16:07 | 显示全部楼层
是想把这个东西做到移动电源里吧?这样要么成本高,要么难度大。

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发表于 2013-6-3 14:07:08 | 显示全部楼层
不错的普及帖子

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发表于 2013-6-5 16:27:02 | 显示全部楼层
用库伦,估计很多搞电子的都看不懂,外行人就更别说了

出20入0汤圆

发表于 2020-4-8 17:32:20 | 显示全部楼层
mark,不错
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