我怎么知道锂电池还剩多少汁?


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假设我有一个电路是用锂电池供电的。我想知道电池还剩多少电量。理想情况下,功率电平至电压的电路将是最佳的..这样,我可以将该电路的输出连接到Arduino中的ADC输入。

Answers:


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老实说,如果您设法找到一种可靠的方法,只需测量电压并申请专利,那么您就无需再进行工作。电池中剩余的可用能量与端子电压松散相关,但也取决于电池温度。

确定电池充电状态的常用方法是使用库仑计数器对进入和流出电池的电荷进行计数。尽管实际可用的能量仍然取决于温度,但这可以更好地估计电池的充电状态。在低温下,电池容量可能小于标称值的50%。一个示例设备是ST STC3100。这使用I2C接口与处理器进行通信。库仑计数是通过在充电/放电周期内对流入和流出电池的电流进行积分来执行的。如果您知道电池何时充满,则可以估算已使用的电量。


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我想伊恩(Ian)钉牢了这个。如果您正在寻找一种更简单但准确性较低的技巧,则可以使用当前的分流器。这是与电池串联使用的非常低,非常精确的电阻(例如0.1欧姆)。然后,您可以使用Arduino测量电池电压和分流器两端的电压差。以10 Hz的频率采样,即可计算出瞬时功率。随时间推移进行跟踪,我敢打赌,如果您的负载和温度相当稳定,则可能会在真实值的10%之内。
2010年

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该建议有效地滚动了您自己的库仑计版本。问题在于,您将必须在分流电阻器电压上添加模拟信号电平转换和放大,以使模拟信号在ADC输入电压范围内,并覆盖该范围的合理范围。
uɐɪ

@伊恩:真实的事实。可能也需要一些噪声过滤。
2010年

@pingswept Kalman过滤器在那里很棒
NickHalden

@JGord,那里有很多可能的估计量(卡尔曼过滤器,扩展卡尔曼过滤器,预测技术,滑动模式观察器等等)。这完全取决于您用来估计电池电压行为,查找电路参数值并随时间跟踪它们的电路模型。问题是,模型越准确,您要考虑的噪声越多,并且要建模的特征越多,那么就需要更多的CPU能力和数据。
2012年

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最大的问题是在大多数情况下,输出电压保持相当平坦。因此,除非您有非常好的A / D,否则无法直接对其进行监视。这就是为什么笔记本电脑等倾向于使用时钟来测量剩余电量的原因。

如果您搜索“电池放电曲线”,则很容易找到图表

http://shdesigns.org/batts/battcyc.html


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下面是我现在在使用由很多Lipo电池组成的大电池上所做的事情。我先给它充电(有关最大电压,请参见电池的数据表)。接下来,我将使用一个大电阻将电池排空,同时使用连接到示波器的电流钳以及测量电池电压。有一个与电池并联的电源,其额定电压为电池的截止电压,因此我可以离开设置以耗尽电池,直到不建议进一步使用为止。使用示波器(某些Fluke,不知道型号),我可以记录一段时间内的电流,从而确定容量。确定容量后,我将在使用时不断记录电流和电压,因此我可以更准确地找到剩余的电量。


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这些答案太好了

我发现商业解决方案更便宜。

在您的实验室,如果您可以测量设备的负载,则无需在其中放置任何电荷计。

例如:一个简单的电源负载模式

state       load
--------------------
standy      0.1 A
full on     1 A

如果Arduino命令这两个状态-或可以读取它们-一个数字数据-宾果游戏。

Arduino对它们进行计时,并添加到这两个计数器:待机时间,充满时间。

简单的数学运算即可计算出设备从电池中吸收了多少汁。


假设设备的负载是固定的且可预测的。
康纳·沃尔夫,

假设平均负载几乎是固定的,例如±5%。通常这是可以接受的,因为它比完整的ADC电荷计量更简单,更便宜。如果需要精确的测量方法,则需要花费更多的时间和金钱。
Massimo
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