电池有时会自我保护是怎么回事(电池自我保护了怎么办)电池有时会自我保护是怎么回事(电池自我保护了怎么办)

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电池有时会自我保护是怎么回事(电池自我保护了怎么办)

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不知道大家有没有发现,有时候手机100%、1%的电量超级耐用,甚至有时候需要半小时才能掉电。

其实原因很简单,因为剩余电量很难估计。

手机剩余的电量不一定是图标显示的那些,现在的手机使用的都是锂电池,锂电池十分娇嫩,过度放电或者是过度充电,甚至是低温高温都会对锂电池造成影响。

过放:锂电池如果电压低于一定的门限,是不能够还原的,就假设,你有一个手机,放着几个月一直没有充电,如果电池电芯没有过放保护,那你的手机想再次充电就不行了。

过充:电池爆炸,大部分因为过充引起的,电芯做得不好,锂电池已经充满电了,没有做好门限保护,导致爆炸,但是爆炸的原因不只是这个,比如充电器短路,手机内部短路。

为了让锂电池正常操作下去,无数工作人员绞尽脑汁专门为锂电池设计了一个电池管理系统(BMS),这个系统的目的就是让锂电池不要处于过度充电、过度放电的状态,在极端或者是炎热的环境当中保持温度恒定。

自然,估算电池还剩多少电,也是它的任务。

BMS会通过一个芯片来监测电池的电压,以便推测出剩余的电量。

原理上,放掉的电量越大,则电压下降得越快。但问题来了,锂电池放电时的电压并不是线性的,而是曲线的(换句话说,这个放电过程是不断变化的,很难摸清规律)。

你也看到了,这里用的是估算,不是计算,也不是测量。因为电池电量SOC(State of Charge,电池荷电状态)的算法实在太复杂了

那么控制系统是怎么知道电池剩余电量的呢?

我们再看上面公式:当前时刻的SOC,等于上一时刻的SOC,加上电流和时间的累积量除以容量。通过对于放电电流和时间的积分,计算得到当前的SOC。

举个栗子,假设一个标称容量为10000mAh的充电宝,持续以5A电流放电至电量为0。代入以上公式,算出充电宝能放电2h。那么,将放电电流提高到10A,这个充电宝的放电时间将缩短为1h。因为:

10Ah=10A*1h=5A*2h

以上就是最简单的“安时积分法”。

这种算法,广泛应用于各类普通的3C产品,如手机、充电宝、电瓶车剩余电量估算。

有了这种算法就万事大吉了呢?

当然不是,这个公式最大的敌人是误差。

目前由于技术限制,并不能消除这个误差。

所以你看到的1%,其实并非真的是1%的电量,可能更多。

手机电池的实际电量很难估计,它自己都不知道自己能用多久。

所以手机在设计时,会预留一部分的缓冲电量告诉你需要充电,而这段缓冲期留得很足,从而让你感觉这1%的电池很耐用。

其实一般锂电池有三层0%和100%,用户只能看到最里面的一层。

最外面橙色的一层是标称容量,这一层是电池真实标称的0%和100%,比如xxxAh,xxxkWh,但是用户是用不到这一层的。为了电池保护,也是保护用户安全,主要是为了不让锂电池过度充电或者过度放电,我们有第二层黄色的电池保护0%和电池保护100%,离标称容量的0%和100%会有一个偏移量,比如10%。于是电池保护的0%到100%可能只有标称容量的90%或者更少,这个0%是会让你手机关机,电动汽车抛锚的0%。如果你不担心体验的话其实可用用到这层电量。最里面的一层,用户显示的0%(或者显示1%)和100%其实是为了用户体验而设计的虚拟0%(或者显示1%)和100%,这一层又比电池保护那层的容量更少,可能只有标称容量的80%。

那么为什么要给用户提前显示0%或者1%?

因为锂电池十分娇嫩,过度放电或者是过度充电,甚至是低温高温都会对锂电池造成影响。

所以这其实是个预警,告诉你必须马上充电了,但是不会立刻关机,让你还能打完最后一个电话,发出最后一条信息,看完最后一条视频。虽然从显示上看起来牺牲了比如3%的电池容量,但是对于用户使用体验的提升是巨大的。

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