第1部分：測量和測量精度

電池量表（通常稱為氣體或燃料量表）從電池獲取數(shù)據(jù)以確定其中剩余多少電量。對于量表的測量精度，不應(yīng)曲解計(jì)量精度。量表準(zhǔn)確報(bào)告充電狀態(tài)和預(yù)測剩余電池容量的能力取決于各種測量，包括電壓、電流和電池溫度。應(yīng)該注意的是，測量精度取決于量表的硬件，而測量精度取決于測量算法的魯棒性和量表的測量精度。

存在三種用于電池測量的主要方法。第一種是使用電壓查找表，其適用于具有極輕負(fù)載應(yīng)用。第二種是對流出或流入電池的電荷進(jìn)行庫侖計(jì)數(shù)（即，相對于時(shí)間將電流集成到電池中或從電池中流出），這種方法更可靠，但在電池插入時(shí)具有一些初始化問題，即了解什么是初始充電狀態(tài)。第三種方法組合電壓查找法和庫侖計(jì)數(shù)法。這些測量方法的精度隨著算法的復(fù)雜性而增加，其中電壓查找法最不精確。

無論采用何種算法來跟蹤電池的充電狀態(tài)，因?yàn)樗惴ㄖ械妮斎胱兞慷际菧y量值，因此所測量參數(shù)的精度至關(guān)重要。準(zhǔn)確的電壓測量對于新插入的電池的初始SOC估計(jì)很有必要。這有助于解釋電池的自放電，假設(shè)自放電電流（泄漏電流）不流經(jīng)測量傳感電阻器，庫侖計(jì)將無法捕獲這些泄漏電流。它還有助于校正由于感測電阻器的漂移和用于庫侖計(jì)數(shù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的誤差所導(dǎo)致的累積誤差。精確的電流測量對于捕獲低睡眠電流和短負(fù)載尖峰及適當(dāng)?shù)貙νㄟ^的電荷進(jìn)行庫侖計(jì)數(shù)至關(guān)重要。精確的溫度測量對于由溫度變化而適當(dāng)補(bǔ)償計(jì)算的電池電阻和容量至關(guān)重要。所有TI設(shè)備都使用一個(gè)ADC進(jìn)行電壓和溫度測量，其為一個(gè)15位ADC和一個(gè)單獨(dú)的15位積分ADC，用于庫侖計(jì)數(shù)。

為了確定量表是否能準(zhǔn)確地報(bào)告電池的充電狀態(tài)，可從正確配置的量表著手，并校準(zhǔn)電壓、電流和溫度測量，以確保測量精度。然后您需要一種以周期性間隔（1到10秒）記錄電壓、電流和溫度的方法，以便進(jìn)一步處理。若使用TI量表記錄這些測量值，或使用具有記錄功能的電池充放電的設(shè)備Arbin或Maccor，您可使用TI的電池管理工作室（bqStudio）。電池需在室溫下充電至充滿狀態(tài)，然后使用期望的負(fù)載放電至電池的終止電壓。TI的儀表開發(fā)套件（GDK）是一款硬件工具，可在使用bqStudio時(shí)幫助自動(dòng)進(jìn)行電池的充放電循環(huán)。

為了快速評估測量精度，只需繪制電壓、充電狀態(tài)和電流，并進(jìn)行簡單檢查，看看其是否在真實(shí)的電池端接電壓附近報(bào)告0％的SOC，且SOC是否平滑，無大幅度的跳變。圖1所示為一個(gè)圖表，其中量表報(bào)告了接近終止電壓的0％的SOC。SOC平滑轉(zhuǎn)變，并未出現(xiàn)大幅度跳變（恒定電流負(fù)載也是如此）。這種方法雖然簡單，但卻非常主觀，難以測量相對誤差大小。在接下來的博客中，我將討論更復(fù)雜的方法，其允許用戶估計(jì)相對誤差大小。

總之，量表具有良好的測量精度以確保計(jì)量精度準(zhǔn)確很重要，考慮到前者是正確報(bào)告電池的充電狀態(tài)的關(guān)鍵要求之一。所采用的測量算法是確保良好測量精度的另一個(gè)關(guān)鍵因素。簡單地檢查充電和電壓相對于時(shí)間的繪制狀態(tài)是可快速確定測量精度。用于確定測量儀精度，及影響測量精度的其他考慮因素的更復(fù)雜的方法，將在本博文的第2部分討論。

審核編輯：何安淇