电池计量器-计数的电量计原理

完全充电容量 (FCC)

       打个比方，给瓶子装水，瓶子的大小代表电池容量，进出的水量代表库仑数。FCC 测量流入和流出的流动库仑。新电池的 FCC 通常为 100%；由于容器尺寸缩小，作为容量损失一部分的衰减反映在较低的读数中。

       自 1990 年代以来可用，代表系统管理总线，它通过两线接口与外界通信。FCC 数据存储在电池中。电池还包括一个数字序列号，以协助车队管理。

       每项服务都会更新中央数据库，以保存电池组的完整历史记录。将电池组插入基于 DBM 的充电器或分析仪可提供即时的 SoH 读数。到了预算时间，操作员只需调用所有低容量的电池组进行更换。便携式设备中的电池通常更换 80%；UPS 和牵引电池通常可以达到 70% 或更低；在需要更换之前，启动器电池的容量可能会降至 40%。

       电池应该有 10% 的储备电量。DBM 还可以在漫长的一天后验证电池的备用电量。一个类比是一架飞机携带额外的燃料以应对逆风并启用第二次着陆进近。如果抽查时备用电量总是很低，则必须提高通过/未通过阈值。另一方面，如果在繁忙的一天后手头有大量备用电量，则在需要更换之前，容量可能会下降到较低的阈值。

       FCC 数据很少用作 SoH 指标，使用时产生的跟踪误差可能是罪魁祸首。基于 DBM 的充电器和分析仪通过在 FCC 读数低于用户设置的通过/失败阈值时请求校准（而非失败）来解决此缺点。校准应用完整的充电和放电循环来测量真正的“化学”容量并重置 FCC 读数。如果容量超过设定的阈值，则电池通过；下面的读数标志着电池用完了。

       这可以实现风险管理并降低运营成本。任何计算还必须考虑“假设”。由于缺乏技术，无法实现这种级别的电池管理——将改变这一点。

电池解析器

       电池解析器通过对 SoC 的估计来估计电池容量。基于解析器的充电器或分析器需要对每个电池型号进行一次性校准；循环使用优质电池会提供此参数，该参数存储在适当的电池适配器中。

       绿色“就绪”灯确保充满电并声明满足容量要求；褪色的电池显示在后门。从用户的角度来看，基于解析器的充电器提供了最简单、最经济的电池管理方式，因为它可以在充电过程中估算普通（哑）电池的容量，并在不增加物流的情况下提供质量控制。基于解析器的充电器还具有一个显示屏，以百分比形式显示电池 SoC 和容量，并列出所有电池异常情况。

快速测试

       改进的电解质添加剂减少了腐蚀，以保持较低的内阻，同时容量会随着循环次数的增加而下降。简单的快速测试方法基于电池阻抗（内阻），电阻与锂离子电池的容量没有很好的相关性。SoC进一步影响内阻，伪造SoH。

       镍基电池的电阻会随着循环和老化而升高，此时电阻读数会很有用。铅酸电池的行为与锂离子电池类似，在正常使用期间电阻值保持较低（热损坏除外）。

       QuickSort 4 (QS4) 使用带多维归一化的电化学动态响应来估计锂离子电池的健康状况。Spectro™（前面提到）基于更复杂的多模型电化学阻抗谱，它以多个频率扫描电池。两者都是专有的技术。

通过使性能透明化来消除“黑匣子”的污名

       为简单起见，电池确实可以被视为储存电能的容器；然而，测量流入电化学设备然后再将其抽出的能量比处理液体燃料要复杂得多。电池用户将电池组想象成一种储能装置，类似于分配液体燃料的燃料箱。液压油量表测量进出已知尺寸油箱的液体，而电池电量表则读取电流单位。电池容量以安培小时 (Ah) 为单位指定，使估计电池充电状态 (SoC) 和健康状态 (SoH) 如此具有挑战性的是不稳定状态；电池每次充电都会损失容量，并以自放电的形式泄漏能量。

       充满电会点亮整个 SoC 规模，即使容量已经下降到 50% 并且只提供一半的运行时间。新电池的规定容量为（应该）100%；替换率通常为 80%。标准电量计仅显示 SoC；容量没有透露。