Lithium-Ionen-Batterie-Messgerät Einführung

Eine Batterieladestatusanzeige, die auch als Batteriegasanzeige bezeichnet wird, wird benötigt, um den Ladezustand (SOC) einer Batterie sowie den Gesundheitszustand der Batterie zu bestimmen. Der Batterie-Kraftstoffanzeige-IC kann vorhersagen, wie lange die Batterie unter bestimmten Betriebsbedingungen Strom liefern kann. Eine unzureichende Akkulaufzeit sowie unzuverlässige Laderoutinen sind einige der häufigsten Beschwerden bei batteriebetriebenen Geräten. Um unerwartete Abschaltungen zu vermeiden, sind äußerst genaue Batterieanzeigen erforderlich, die für eine positive Benutzererfahrung unerlässlich sind.

Viele Menschen betrachten Batterien als eine Form der energiespeicherung, ähnlich einem Kraftstofftank, der flüssigen Kraftstoff liefert. Der Einfachheit halber kann eine Batterie als solche betrachtet werden; Die Messung der von einem elektrochemischen Gerät gespeicherten Energie ist jedoch viel komplexer zu messen. Der Prozess ist verwirrt, missverstanden und dieser Artikel versucht, die Herausforderungen bei der Messung der in einer Batterie gespeicherten Energie zu beschreiben.

Bevor das Konzept einer Kraftstoffanzeige genauer analysiert wird, wird angenommen, dass der Ladezustand die relative Energie ist, die in einer Batterie gespeichert ist und unter bestimmten Bedingungen freigesetzt werden kann. Diese vorherrschenden Bedingungen sind dem Batteriebenutzer weitgehend unbekannt, und außerdem enthält der SoC die tatsächliche Batteriekapazität, die Ladeströme sowie die Betriebstemperatur. Der Funktionszustand (SoF) ist ein umfassendes Kriterium, das SoC sowie Kapazität und Bereitstellung umfasst. Sie sind schwer zu messen und bleiben in der Regel Rätselraten. Angesichts dieser Einschränkungen können Sie verstehen, warum die meisten Anzeigen für Batterieladung oder Batterieanzeige nicht genau sind.

Wie funktioniert eine Lithium-Ionen-Batterieanzeige?

Die Lebensdauer einer Batterie kann schwierig zu messen sein und kann sicherlich nicht allein durch die Anzahl der Zyklen oder ihr Alter allein bestimmt werden, sondern hauptsächlich durch ihre Verwendung (oder ihren Missbrauch). Mit abnehmender Kapazität wird die Laufzeit eines Akkus kürzer.

Obwohl die angezeigten SoC-Informationen zu Batterien oder der Bildschirm der Batterie für den Benutzer nützlich sind, garantiert das Lesen nicht immer die Batterielebensdauer. Die Kraftstoffanzeige kehrt immer zu 100% zurück, wenn der Akku vollständig aufgeladen ist, unabhängig von der Akkukapazität oder der Menge an Energie, die er speichern kann.

Ein schwerwiegender Vertrauensfehler tritt auf, wenn eine sehr alte Batterie einen SoC von 100% anzeigt, während die Kapazität der Batterie, ihre Ladung oder gespeicherte Energie aufrechtzuerhalten, auf 50% oder weniger reduziert wurde. Wenn beispielsweise 100% eines guten Akkus eine Akkulaufzeit von 4 Stunden haben, funktioniert ein Akku mit mittlerer Kapazität nur 2 Stunden bei 100% Ladung. Den meisten Benutzern ist nicht bewusst, dass die Tankanzeige nur den Batterie-SoC und nicht die Ladekapazität einer Batterie anzeigt. Die Kapazität einer Batterie, die der wichtigste Gesundheitsindikator ist, ist unbekannt geblieben.

Zusätzlich zur Verwendung einer Batterie mit kontrollierter Entladung (um den Zustand einer Batterie zu ermitteln) gibt es fast keine zuverlässige Methode, um die Kapazität einer "chemischen Batterie" zu ermitteln, aber es gibt eine Möglichkeit, "digitale Batterien" zu lesen. Der Begriff "chemische Batterie" bezieht sich auf die tatsächliche Kapazität, die durch Entladen einer vollständig geladenen Batterie erhalten wird, während die digitale Batterie eine periphere Überwachungsschaltung ist, die die geschätzte Kapazität speichert, die sich aus der Coulomb-Zählung ergibt, wenn eine Batterie geladen und entladen wird.

Batteriemanagement und Messgerätetypen

Es gibt viele Arten von Batteriemanagement-ICs, die verschiedene Funktionen des Batteriemanagements ausführen. Eine der häufigsten Verwaltungsfunktionen ist das Laden des Akkus. Batterieladecontroller sind für fast alle Arten von wiederaufladbaren Batterien erhältlich. Diese ICs können Aufgaben wie das Erkennen, ob externe Stromversorgung vorhanden ist, das Überwachen des Stromflusses in die Batterie, das Überwachen der Ladekapazität, das Bestimmen eines sicheren Temperatur- und Spannungspegels sowie viele andere Aufgaben vereinfachen. Durch die Integration eines Batteriemanagement-IC in ein Design können die Komplexität und die Anzahl der Komponenten eines batteriebetriebenen Systems erheblich reduziert werden.

Eine Batterietankanzeige ist ein intelligentes Gerät, das Informationen wie den Ladezustand (SOC), die verfügbare Ladung (in mAh oder mWh), die Batterielaufzeit (in Minuten) und den Batteriezustand (SOH) bereitstellen kann ). Ein Punkt der Verwirrung ist, dass es viele Arten von „Kraftstoffanzeigen“ gibt, die nicht mehr als ein Batteriemonitor sind. Ein Batteriemonitor meldet einfach die Batteriespannung, den Lade- und Entladestrom und die Batterietemperatur. Es enthält normalerweise einen Coulomb-Zähl-Analog-Digital-Wandler (ADC), um die Ladung zu verfolgen. Ein Batteriemonitor kann die tatsächliche verbleibende Batteriekapazität ohne einen ausgeklügelten Messalgorithmus nicht genau melden.

Messgerät Standard- und Batterieladegenauigkeit

Im Idealfall messen Kraftstoffanzeigen in Batteriepack-Baugruppen die verbleibende Kapazität einer Batterie unter allen Bedingungen. Eine Tankanzeige ist viel komplexer als beispielsweise eine Tankanzeige in einem Auto. In einem Auto bleibt der Gastank unabhängig von der Temperatur, dem Alter des Autos oder der Geschwindigkeit, mit der das Benzin verbraucht wird, immer gleich groß. Die Tankgröße bleibt immer gleich und die Schwimmeranzeige ist immer genau.

In einer Batterie ändert sich die Kapazität "Größe des Tanks" ständig mit der Temperatur, der Alterung, dem Energieverbrauch und sogar der Art der verwendeten Chemie. Um die verbleibende Kapazität einer Batterie berechnen zu können, müssen alle diese Faktoren berücksichtigt werden. Wenn eine Variable ignoriert wird, wird das Messgerät ungenauer.

Abhängig davon, wie die Ausleseinformationen unterbrochen werden und in welcher Art von Anwendung die Batterie verwendet wird, kann eine weniger genaue Kraftstoffanzeige ausreichend sein.