传统的电池电量监测方法（电池电量监测电路）

充分利用可用的电池容量

电池电量监测的主要目的是最大限度地利用电池中的容量。一般来说，我们很难使用电池中100%的容量。为什么？

这里有两个因素。首先，当充电时，充电电压很难精确地为电池的完全充电电压。通常，为了防止电池过冲，充电电压误差被向下偏置。也就是说，电池的充电电压可以是或，使得如果以该低充电电压充电，则充电容量可以变小。

此外，由于电池电量监测不准确，为了安全起见，用户可能会保守估计电量，以防止由于突然的关键问题而导致数据丢失，也就是说，当电池的实际电量尚未达到0%时，他会提前报告给0%，让系统提前关闭，以避免用户数据丢失。当然，用户体验感觉电池容量变小了，这是一个缺点。

这样做的后果也是电池的容量不能被充分利用。电池电量监测技术是为了最大限度地监测电池电量，让用户能够最大限度地使用电池的当前容量，这个蓝色部分实际上是指电池的有效容量。我们的技术是尽可能地向上或向下扩展实际有效容量。

传统的机组侧燃料表

这是用于单电池便携式应用的传统电池组的框图。燃料表位于电池组的侧面，用于连续监测电池运行，并通过I2C或单线协议向主机提供剩余容量或运行时间信息。

然而，当电池循环寿命结束时，我们不得不扔掉电池组，尽管燃料表仍然完好无损。我们被迫购买另一个带有燃料表的电池组，这增加了最终用户的成本。我们能在主机侧安装燃料表以最大限度地降低成本吗？

传统的电池组功率监测技术具有这样的框架结构，功率监测芯片一般放置在电池组中。还有一个保护器可以控制MOS管。当电池被过充电或过放电时，该保护器切换MOS以保护电池单元。

通常，在电池组中放置一个热敏电阻来监测电池组。温度，除了左侧是指手机或平板电脑的系统板外，电源管理芯片和主机的处理器主要与该系统板上的燃油表有关。主机的处理器通常通过I2C或单线。HDQ总线读取燃油表中的功率信息。

在知道该电力信息的情况下，决定在电池完全放电之前还有多少时间。一些用户在想做某些事情时可以提示用户当前电量是否充足，这是一种传统的解决方案，即将燃料表放在电池组中的解决方案。TI在这方面的主要设备是两个主要芯片BQ27541和BQ27545。

BQ227441，这是一个相对低成本的解决方案；我们还有BQ27741，这是一种结合了燃料表和保护器的解决方案；BQ28z560，这也是一个包括燃料表和保护器的解决方案。

系统侧阻抗跟踪燃料表

在本示意图中，燃料表位于主机侧，以最大限度地降低电池组成本。这样，当电池组的使用寿命结束时，我们就不必在电池组中购买另一套电子元件。

随着技术的进步，或者TI的阻抗跟踪技术的引入，现在有这样一种应用，将燃料表放置在设备的主板侧，而电池侧只有一个保护器和MOS管。有一个热敏电阻，当然里面还有一个电池，这有什么好处？

电池组的成本大大降低，而且电池组的供应商更容易找到，因为他把燃料表从电池组移到了主机侧，所以这样的解决方案现在是可行的。TI也为这两个程序提供支持。

还有BQ28z550。这种解决方案是将燃料表放在便携式设备的系统板上，这样电池组就不需要放电表，这样可以降低电池组的成本，更容易找到供应商。本TI主要的燃油表有BQ27510、BQ27520、BQ27441也可用于此场合，还有BQ27425、BQ27421…等等。

燃料表的功能是什么

电池与用户之间的通信

•测量：

–蓄电池电压

–充电或放电电流

–温度

•提供：

–电池运行时间和剩余容量

–电池运行状况信息

–整体电池电源管理（工作模式）

电表的主要功能是什么？燃料表必须首先完成系统和蓄电池之间的通信。该系统需要知道电池的电量，并需要通过总线与燃料表进行通信。我刚才提到了I2C和单线HDQ总线通信。在通信过程中，系统可以获得哪些信息？

第一个是测量的模拟信息，如电池电压、电池充电水平和放电电流以及电池温度。这些基本模拟信息被用作燃料表，更重要的是提供电池容量信息，

也就是说，电池的剩余容量、电池的工作时间、电池的健康状态信息，另一个是芯片本身必须能够完成工作状态的转换，也就是说它必须从正常工作模式转变为低功耗模式，实现这种转变，达到什么目的？达到省电的目的。

如何使用燃料表

如何实现电源监控？

第一种方法是基于电压的功率监测。功率或容量的百分比被视为电池电压的函数。这是根据经验得出的公式。当然，这个函数本身的表达式不一定是。要得到它，只需要得到一个与开路电压和容量百分比相对应的表，并且该表中每个点之间的数据可以通过差值补偿的方法获得。

另一种方法是库仑计数，库仑计数是通过对充入电池或从电池放电的电流进行积分而获得的能量。我们可以把电池想象成我们汽车的油箱。这个油箱里装满了多少油，释放了多少油可以计算出里面还剩多少油。这也是一个基于生活经验的相对直观的算法。

现在最新的算法是阻抗跟踪算法。事实上，这种算法是基于电池的实时内阻测量来获得电池容量的。它的公式是刚才列出的图中的公式，即端子电压V。它等于电池的开路电压减去电流乘以电池的内阻。该电流是指流入或流出电池的总电流。

基于电压的燃料表

让我们首先介绍一下基于电压的燃料表。这张图片是一个电池的开路电压曲线。基本理念​这种方法是使用不同的电网编号来表示电池在不同电压下的容量。例如，当“网格”表示电池电量已满时，使用4。当我可以使用3个网格来表示电池容量时，请使用2个网格。

可以使用1个网格来表示电池的容量，也就是说，使用不同的网格编号来对应不同的电池电压来表示电池容量。这种方法相对不准确，通常用于最早的低端细胞。早期的手机或数码相机。这种方法有什么问题？

也就是说，当电流波动时，它会上下跳跃。例如，如果我有放电电流，或者电流相对较大，你可以在放电过程中看到红色箭头。如果电流在这一点上突然减小或者I突然变为0，

这个电压显然会上升。如果电压通常升高到这一点，其电网编号将变为2个电网。当它下降时，变化将更加明显。当它下降时，电池格数可能接近0格，或者用红色表示电池的格数，此时的跳跃将从红色变为2格，此时它将来回跳跃。如果电流改变，例如，他刚刚打电话停在这里，电池还剩2个电池。他以为还有电，然后他突然又打了一个电话，马上变成了0，所以这个表示的误差会比较大，因为你可以看到电池容量实际上是由4个网格表示的。

因为1个网格对应25%的容量，所以跳一个网格有25%的容量差，跳两个网格有50%的容量差。所以这种方法的误差相对较大。误差相对较大的原因是电池有内阻，在电流相对较大的情况下，其栅极数跳得更多。

蓄电池电阻

这是蓄电池开路电压和端子电压的公式。刚才已经说过，电池的内阻是温度、充电状态和电池老化的函数。

经过100次充电和放电后，电池的内阻将翻一番；同一批电池的阻抗偏差可能为10%～15%；不同锂电池制造商或质量较差的制造商的内阻偏差会更大。

阻抗与温度和DOD有关

对容量计算影响最大或最难获得的信息之一是I*Rbat。当然，我是相对容易获得的，只要可以测量流入和流出的电流。利用目前的技术，可以测量±1mA的精度。那么，这个Rbat相对难以测量，因为它是基于两个量计算的。

上图主要是阻抗与温度和容量百分比之间的关系。刚才已经提到了这种关系。基本上，阻抗随着温度的降低而增加，并且随着容量百分比的降低而增大。这就是这样一个概念。