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的可用電量占標稱容量的比例，是電池管理系統的一個重要監控數據。鋰電池管理系統根據SOC值控制電池工作狀態。鋰電電量和容量是鋰電池的核心參數,鋰電池生產廠家一般都有專用的設備進行檢測以保證出貨產品的質量合格。

　　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，以及分析電壓數據估計電量溫度的。相當于一個高級保險絲，基本都是靠這個芯片讀取電量，而不是直接去分析電壓來換算電量。

　　有時候這個電池芯片會出故障，比如瞬間高壓擊毀芯片，會導致電量顯示不正確，無法充電什么的。很多時候，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控電池的電壓而得來的。電池的電量和電壓不是線性關系的，所以這中測試方法并不精準，電量測量精度僅僅超過20%。尤其是電池電量低于50%時，手機的電量計算將會變得非常不準確。所以這種方法對電池的保護是非常有限的。

　　2、電池建模法：這個方法是根據鋰電的放電曲線來建立一個數據表，數據表中會標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。

　　但要獲得一個精準的數據表并不簡單，因為電壓和電量的關系還涉及到了電池的溫度、自放電、老化等的因素。只有結合了眾多的因素來進行修正才能夠得出較滿意的電量測量。

　　3、庫侖計：庫侖計是在鋰電的正極和負極串如一個電流檢查電阻，當有電流流經電阻時就會產生Vsense，通過檢測Vsense就可以計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和使用多次的電池。另外還可以以更高精確地發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據。

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

　　2、但是5V適配器接上后，主控板就會輸出4.2V的Vbat，這時電池電量就已經是100%

　　表述鋰電池儲能大小的參數是能量密度，在數值上大約相當于電壓與鋰電池容量的乘積，為了有效提高鋰電的儲電量，人們一般會用增加電池容量的方法達到目的。但是，限于所用原材料的性質，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構性質決定的。

　　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，實用中的鋰電池正極和負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，鋰電池的壽命相比鉛酸電池也大大增長，鋰電池充放電次數在1000次，理論上能使用十年。鋰電一般常規充電是"兩階段恒電流充電",此法既不浪費電力，充電時間短，對延長鋰電池使用壽命有利，同時計算鋰電池容量也容易得多。