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Victron电池电量计如何工作？

时间：2023-02-02 14:18:34 点击：次

Victron电池电量计如何工作？

Victron电池的寿命不能仅由循环次数或寿命来定义，而在很大程度上取决于其使用（或误用）。随着容量的减少，运行时间会变短。智能电池通过读取之前传输的能量来捕获这种容量衰减，但这些重要的健康统计数据对用户来说基本上是隐藏的。电池仍然是一个“黑匣子”，隐藏着重要的性能记录，并在应该更换电池时掩盖。

智能电池的主要任务之一是在电池、充电器和用户之间建立通信。指示充电状态的电量计部分满足了这一点。当按下充满电的 SMBus 电池上的 TEST 按钮时，所有信号灯都会亮起。在部分放电的电池上，一半的灯会亮起，而在没电的电池上，所有灯都保持黑暗或出现红灯。图 1显示了一个电池的电量计，该电池电量为 75%，三个灯都亮着。

图 1：“智能”电池的充电状态读数^[1]
当按下 TEST 按钮时，信号灯指示电池 SoC。

虽然电池或显示屏上显示的 SoC 信息对用户有帮助，但读数并不能保证运行时间。无论电池可以存储多少容量，充满电后电量计都会重置为 100%。

如果老化电池显示 100% SoC 而电池保持电量的能力下降到 50% 或更少，则会严重违反信任。我们问，“什么的 100%？” 例如，如果 100% 的优质电池可以运行 4 小时，那么容量只有一半的电池只能运行 2 小时。许多用户并不知道电量计只显示 SoC；作为主要健康指标的能力仍然未知。

除了应用受控放电外，没有可靠的方法来测量“化学电池”的容量，但有一种方法可以读取“数字电池”。术语化学电池是指通过将充满电的电池组放电而得出的实际容量，而数字电池是一种外围监控电路，用于存储作为现场使用的电池充放电时通过库仑计数得出的估计容量。

SMBus 电池以 Ah 为单位存储出厂设置的设计容量，默认情况下为 100%。每次充满电时，电池都会重置充满电标志，而在放电期间，库仑计会测量消耗的能量。流入和流出的库仑可用于估计称为完全充电容量 (FCC)的电池健康状态。随着电池随着使用和时间的推移而衰减，输送的能量也会减少，FCC 值也会下降。与放电获取的容量读数相比，深度循环电池的 FCC 精度约为 +/-5%。定期校准将提高 FCC 精度。

容量也可以通过充电期间的库仑计数来估计。这对空电池最有效。容量为 100% 的电池将获得完整的库仑计数；容量只有 50% 的电池在电池充满电之前只能接受一半。库仑计数开始时不知道剩余 SoC 会影响精度。SoC 可以通过测量电池的开路电压 (OCV) 来估算，但这只能给出粗略的近似值，因为充电或放电后的搅动以及温度都会影响 OCV。

三态电量计

SoC 和容量信息可以使用彩色 LED 显示在线性显示屏上。绿灯表示可用容量；电池的空部分用不亮的 LED 标记；不可用的部分用红色 LED 显示。图 2显示了一个三态电量计。结果也可以显示在数字显示器上。

三态电量计 — 图 2：三态电量计^[1]

三态电量计读取 SMBus 上的“学习”电池信息，并将其显示在多色 LED 条上。该图显示了 50% SoC 的部分放电电池，其中 20% 为空，30% 不可用。

三态电量计提供功能状态 (SoF)，这是电池诊断的终极功能。一些设备制造商不愿向消费者提供此功能，因为这可能会导致保修索赔增加。只有当电池容量低于 80% 时才必须更换；隐藏证据被视为破坏性最小的方法。SoF 始终可以通过服务代码访问。SoF 最适合工业用途。

电力驱动的车辆不显示电量，只显示剩余的行驶里程，因此隐藏了容量。为了适应会缩短行驶里程的容量衰减，EV 电池尺寸过大，并且在新电池时无法完全充电和放电。只有随着电池的老化和容量的衰减，充电范围才会逐渐增加。只有在这个宽限缓冲区被消耗后，更短的行驶里程才会变得明显。

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