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　　看到FT中文网报道《蔚来押注换电模式挑战特斯拉地位》。 　　提要：中国电动汽车制造商希望这项成本高昂的技术将使其在与美国对手的竞争中占据上风。 　　呵呵，内容看不到，也就不看了，还是看报看个题，借题发挥。 　　换电模式触发联想，不就是换电池？早在电动汽车面市之初，第一想到就是能不能像燃油汽车续程模式一样，到一个加电站，有时间就给车载电池充电，没时间就更换一个车载电池。 　　好奇，也观察，发现路上电动汽车跑的多了起来，别说加电站，连充电桩都是忸忸怩怩很久才陆续见到。 　　我没用电动汽车，实际感受不知道。只是从客观规律，从现象看本质，看戏评戏，个人己见。 　　换电模式，第一想到的就是像燃油一样，用电也就是电池必须标准化统一，就那么有限类别，比如1号、2号、3号。 　　本以为有国家政府，可以强制性制定电动汽车程序和标准，产业遵照执行就是了。看来这是科学思维，不是技术思维。而我们国家擅长和注重发挥的是技术思维。 　　想来，燃油车是先有统一的油，才因油而生车，车适油，车万变不离油，消费者换车容易。电动车是先有统一的车，才因车而生电，电适车，电不变不离车，消费者别想换车。可见后者，控制住了电，也就是电池，自然控制住了车。在如今车辆泛滥的状态下，有了电池也就有了车，也就抓住最大商业化机会。所以业内一直都把握住我的车用我的电池。 　　再说，电池标准化主观客观都不容易。主观上，前面说了有电就有车，车厂本能意识就是我的电动核心专利怎么能给他人分享？电和车智能一体化是我的本钱啊！客观上，电和车这个复杂而广泛的产业链要基于先统一电池标准再都按照标准造车，谁来撑头？政府？又不是电和车的专家，但我认为政府可以组织专家，成立电动汽车专家委员会。但是为何迟迟不见动静？外国不知道，中国如何？百度搜索“中国电动汽车专家委员会”显示如下。 　　第二条说：2019年3月28日，国家新能源汽车技术创新中心技术专家委员会成立。 　　第四条说：2016年8月24日，中国电动汽车充电联盟专家委员会成立。 　　网上查询中国电动汽车的发展史说： 　　早在2001年，国家科技部就发布了新能源汽车的战略规划，并通过电动汽车专项的方式进行了研究。2001年9 月，中国科技部在“十五”期间的国家“863” 计划中，特别设立了电动汽车重大专项。在科技部组织召开的“十五”国家 863计划电动汽车重大专项可行性研究论证会上 ,与会专家同意通过专项可行性研究报告。这标志着对我国汽车产业发展具有重大战略意义的电动汽车专项正式启动。 　　可见专家组成立远远滞后于电动汽车的起步。 　　以上，到现在，再说换电模式？我看是没得玩的了，这种系统性、标准化、程序运作的模式不是中国企业的理念。 　　百度百科对电动汽车换电模式的解释是： 　　电动汽车换电模式是指通过集中型充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送，并在电池配送站内对电动汽车进行电池更换服务或者集电池的充电、物流调配、以及换电服务于一体。 　　此模式可以省去车主大笔的购买电池的费用，并且可以解决充电时间过长的问题，但是电池重量极大必须使用机械，而且这对车辆制造有限制必须统一电池标准，并且需要政府大力扶持对基础设施建设要求高。 　　电池标准，这就是不可逾越的障碍！加上基础设施建设要求高，不就是系统工程！又是障碍！ 　　一个蔚来车企撼大树？骑毛驴看唱本，走着瞧。 　　再看了，为什么欧美国家电动汽车没这么热闹？人家有得玩！ 　　刚刚又看到一则新闻《沃尔沃和戴姆勒押注氢能卡车将于2020年代末迎来转折》提要：沃尔沃集团和戴姆勒卡车预计，能够长距离行驶的氢能重型卡车可能在2027年至2030年迎来转折点。 　　看来就只有中国企业蜂拥而上电动汽车，埃隆.马斯克看上了，就来中国赚钱，补助他在美国搞航天，还给中国车企树立了标的。 　　人类真有意思，好玩，走着瞧......

1. 概述 与其它类型的二次电池相比，锂离子电池具有以下优点：重量轻，其能量密度是镍-镉电池的两倍；自放电比镍-镉电池少6〜8倍；没有记忆效应；单元电压大约3.6伏，属于较高水平，通常能满足大多数应用的需要。这些特点让锂离子电池在便携式电子产品中得到广泛的应用。 图 1. 容量从200毫安到2800Ah的电池 图 1 示出了几种典型的锂离子电池样品，它们被使用在不同的应用中，容量范围从 200mAh 至 2,800mAh。标准的锂离子电池通常使用刚性的外壳，锂聚合物电池则通常使用柔性或是袋状的外壳，这可以使它们的外形尺寸更小、重量更轻。 在进行锂离子电池的应用设计时，必须了解电池的充放电特性以确保设计出的产品是安全的而且电池的寿命是最优化的。 2. 使用单颗锂离子电池供电的应用 当使用单颗锂离子电池作为应用的电源输入时，必须考虑到电池在放电时的电压变动范围，其值通常为4.2V至3.0V。面对这样的电压变化范围，大部分的应用都需要采取某种形式的电压调节措施。 图 2. 典型的 2000mAh 锂离子电池放电曲线 图 2 显示了一款 2,000mAh 锂离子电池的典型的放电曲线，其电压从充满时的4.2V一直变化到完全放电时的3.0V。不同的放电率表现出不同的电池容量，在较高的放电电流下，电池容量达不到额定值，电池电压因为电池的内阻而出现了较大的跌落。 立锜科技提供了众多的线性稳压器、Buck、Boost和Buck-Boost等各种架构的电压转换器，它们可在此输入电压范围内工作。 对于低功耗的应用，它们给电池造成的负担很小，这时可以采用超低静态电流的低压差线性稳压器，例如 RT9063 ，它的自身耗电只有1μA，这在低功耗的应用中表现出明显的好处。 图 3. RT9063-25 在低功耗系统中的应用 大多数低压 Buck 架构转换器在面临电池电压降低到接近输出电压的状况时可以将占空比扩展到100%，这样可以最大限度地扩展电池电压的可用范围， RT8059是这样的典型产品之一。 图 4. RT8059能在输入电压接近设定好的输出电压时维持稳定的输出 Boost转换器的例子有RT9276，它能生成稳定的5V电压为USB接口供电，同时还能提供电池电压过低检测功能。 图 5. RT9276-50 可输出稳定的5V电压为USB借口供电，同时提供电压过低检测功能 RT6150A 和 RT6154A 是Buck-Boost架构的器件，它们能在Buck模式和Boost模式之间无缝切换，对于那些输出电压介于电池电压的最高值和最低值之间的应用是最佳的选择。 图 6. 当电池电压低于VOUT时，RT6150A自动从降压模式切换成升压模式 恒流输出的Boost 转换器常被用于锂离子电池供电的多只LED串联驱动，电荷泵（+恒流源）的架构则常常用于单只或多只LED并联连接的场合。Boost架构的RT9285B和RT9293B 常被用于中小功率的场合，多串LED的驱动则是RT8532这样的具有多个恒流输出通道的器件的天下，常常在大型面板背光驱动中出现。 图 7. 可用PWM信号进行调光的RT9285B可驱动4颗白光LED 常规应用提示 : 大部分开关型转换器都具有轻载时的效率增强模式，因而扩展了电池的应用范围。 锂离子电池对过放电非常敏感，这是为什么许多电池单元中都内建了欠压保护电路 (Under Voltage Protection, UVP) 的原因，它们能在电池被放电到电压低于2.5V时将电池从电路中断开，避免过度放电。最好的做法还是在电池内建的保护电路动作以前就对电池进行再充电或是将其从电路系统中断开以确保安全。 对于仅仅使用陶瓷电容作为输入电容的系统来说，在进行电池安装时，由电池连接线的电感和系统中的具有很低的等效串联电阻的陶瓷输入电容在接入过程中所形成的电流冲击很容易形成自激过程，它所形成的电压振铃信号很容易出现过高的电压并对系统元件构成威胁，电路设计者应该对此表现进行检查以确保热插入过程不会形成超过IC输入端规格的过电压，确保应用的安全。 3. 锂离子电池的充电方法 对锂离子电池进行充电时需要特别小心，因为过度充电会导致不安全的状况发生。大多数锂离子电池充电器都具有预充电、恒流充电、恒压充电、电流切断功能，如图 8 所示。 图 8. 锂离子电池充电模式 充电时的最高电压需要被精确地控制以在充电量和电池寿命之间取得平衡。在电池被深度放电以后，充电器会先提供一个很低的预充电电流对电池状态进行调整以便可以进行正常充电。预充电电流也同时具有重设电池模块内部的欠压保护电路工作状态的作用。 在恒流充电期间，对电池的充电由设定的电流来进行，通常在0.5C到0.7C之间。(C为电池容量，单位是Ah)。 当电池电压被充电到靠近设定的电压（这个值通常为4.2V或4.35V，依据电池的种类不同而不同）时，充电器将转入恒压充电模式，充电电流将逐渐地自然降低。这里提到的设定的电压是容许的最高充电电压，它必须被精确地控制以避免过充电的发生，那样将会导致电池的损害，并且导致不安全状态的出现。 当电池的电压被调整到一个稳定的电压并且充电电流低于预先设定的占额定充电电流的某个百分比以下时，可以认为电池已被充满，充电过程将会终止。不建议对电池进行持续的涓流充电，这将导致电池的寿命缩短。当电池电压下降到某个水平时，这个水平通常是指低于额定充电电压0.1V~0.2V，大部分充电器都会对电池进行再充电的动作，其方法和结束的条件与上面所述的相同。 当电池要进入长期不用的状态时，最好的做法是将它们放电到电池容量的40%左右（约3.7V）以降低对其寿命的影响。 在对电池的充电过程中，需要对它的温度进行监控，温度太高或太低时需要停止充电过程。对于大多数锂离子电池来说，正常充电的电池温度范围是10°C ~ 45°C，当电池温度低于0°C或是高于60°C时，充电应当被禁止。 立锜科技拥有完整的锂离子电池充电器产品线，其中包含线性和开关式电池充电器。线性充电器架构通常用于电池容量高达1000mAh的应用，而开关式充电器则可用于更大容量的电池，可使用更高的电流（<1A）进行充电，或是应用在具有较高的输入电压时。 RT9525是一个具有自动电源路径管理功能的线性充电器，这意味着它可以在为电池充电时容许系统处于工作状态，当电源适配器提供的电流不能满足系统的需要时，电池的电能被引入系统共同为系统供电。 图 9. 具有自动电源路径管理功能的线性充电器RT9525适用于小容量锂离子电池的应用 2Ah）应用，例如平板电脑。它也适合用于电源模组，可以使用它的大电流OTG功能为外部设备充电、供电。 图 10. RT9451 于大容量锂离子电池充电的应用 4. 电池电量计 在许多电池应用中，随时知道电池还剩下多少电量是非常重要的。检查电池电量（SOC）的最常见做法是库伦计数法，它藉由测量电池电流随时间的净增加/减少来计算SOC。这种方法在理论上是准确的，但其实际的实现却会随着时间的行进而有误差累积。由于包含电流检测电路，它的电路也相对复杂。 另一种确定电池电量的替代方法是基于电池电压的动态计算法，它通过实时测量电池电压，并将测量得到的动态电压和电池模型结合起来经迭代运算得到SOC数据。这种方法不受误差累积的困扰，已经被应用在RT9420和RT9428电池电量监测IC中。它们直接连接到电池端，并能非常精准地监视电池电压。它们采用内部算法来计算相对荷电状态 (SoC) ，并透过I2C 端口和主机端的微控制器沟通。为了获得最准确的电池电量（SOC），电池的特性在使用前就必须被量测，以确保对电池的补偿、温度和充放电的效应都包被含在SOC的运算中。 图 11. RT9428 电池电量计应用 图 11 显示了RT9428在应用中的连接方法，为了量测到精确的电池电压，建议采用开尔文连接法。 图 12. 不同充放电条件下和若干充放循环后的电池电量（SOC）测量结果及其误差 RT9428可以在不同充放电条件和电池循环寿命下，提供精确的电池电量（SOC）数据。 5. 总结 在設計鋰離子电池供電的應用時，必須特別關注電池是否操作在安全的條件下。 来源：立锜科技电子报

我也算是 13 寸 MacBook 老用户了，一路 MacBook Air、Pro 都换了好几台，以前的设备退役前，电池都没出过问题。现在手中这台 MacBook Pro 的电池图标，某天竟赫然出现了惊叹号和“修理”标志。仔细看了下 macOS 系统中的帮助说明，说是带有“修理”字样时，即表明电池实际性能已衰减至 75%。怪不得最近明显感觉电池不经用了，而且经常在系统显示电池明明还有余量的情况下，就自动黑屏了。系统属性中查一下，电池循环还不到 300 次，这么坑？以前不是说好能经受 1000 次折腾吗？ 尝试重置 SMC（系统管理控制器），还有 NVRAM 什么的，都没用，那个惊叹号始终都在，简直就是逼死强迫症。 我这台苹果 MacBook Pro 是 13 寸版本的 2017 年中款，属于 2017 年的低配，型号 A1708，是不带 touchbar 的版本。在不购买 Apple Care 的情况下，各部分配件也就保 1 年，所以如果我要去苹果官方售后换个电池，官网查一下得自己掏 1500 块钱。所以上策应该是，淘宝上买个电池，自己换。 不过 iFixit 又查了一下，这个版本的 MacBook Pro 拆解评分为“1”，也就是非常难以拆解和维修。其中有一条评价是，电池部分用了大量胶水固定，所以要在不产生损坏的情况下拆卸非常麻烦。这又让我有点儿退却了，毕竟我是以动手能力差著称的。但看到 iFixit 评价前，淘宝上的电池就已经下完单了，而且秉持着“便宜没好货”的原则，我还专门挑了个 500 块钱的电池。 好吧，不管怎么样，咱也得试一试了。 这里友情提示一下，各位 2017、2018 版 MacBook Pro 用户，因为近几代 MBP 的键盘采用了 Butterfly 机械结构。这种设计存在一些固有缺陷，比如用了一段时间按键会无响应，或者按下按键后重复响应。苹果已经提供了此类键盘的免费更换计划。而且！甚至！更有甚者！并且！如果你去更换键盘的话，苹果会一并将你的电池也换掉。所以如果你电池坏了，考虑下键盘更换方案... 另外， 如果你自己手动换电池，则将失去保修。包括未来如果你要换键盘，就不能享受苹果的免费更换计划了。 尤其如果你购买了 Apple Care 服务，请不要进行以下尝试。 准备工作 实际上苹果针对带 bar 和不带 bar 的版本，甚至在笔记本的内部结构上都差异甚大，而且 CPU 规格都还不大一样。网上的大部分教程都是带 bar 的版本拆解，太不靠谱了，这不是鄙视穷人吗？只好自己摸索一下了。 首先，拆解基本的工具还是要准备好的，包括了：翘片、螺丝刀，还有一双灵巧的手。还有，你需要有一台 MacBook Pro... 这里值得一提的是，螺丝刀的型号需要有：P5、T5，分别是六角、五角螺丝刀。某些螺丝刀工具盒中可能没有 P5 型，这种螺丝刀是开 MacBook Pro 后壳时常用到的一种。安利一下，米家螺丝刀里面有这两种型号的螺丝刀。其他工具就没必要了，包括网上列出的吸盘（取后壳）、镊子（取下 FPC）等工具，作为辅助即可，如果没有也没问题。 拆后壳 0.先关机！ 1.用 P5 螺丝刀，把后壳的螺丝都拧下来； 注意：这里有 3 种类型的螺丝，上面两颗是一种，下边的最左和最右两颗是一种，中间两颗是一种。在拆卸和后续装回的时候要注意区分。 2.如图示，用翘片从后壳下沿位置（靠近 MacBook Pro 开合口位置，有吸盘的话就吸这个位置），沿着边沿往上翘。左右两侧是有卡扣的，可以比较容易地撬开。 注意两点：不要用翘片去翘上侧边沿！如果用比较大的翘片，注意不要让翘片太过深入内部，可能对 FPC 产生影响。 3.左右下，三面都打开之后，把整个后壳往下（外）拉，这样就能把后壳取下来了。 看看内部结构，其实一些主要的部件都有屏蔽罩遮挡。风扇就是传说中的叶片非对称设计，现在似乎已经比较普及了；而且不带 bar 的版本，内部是单风扇结构；带 bar 的是双风扇。还有最下方苹果最引以为傲的 Taptic Engine。 断开电源 4.把图示位置的这个贴纸撕下来，这张黑色贴是用胶水贴的； 露出的这块板子，和电池是连在一起的，上面就有电池管理 IC 什么的，我们要做的是首先是断开它与主板的连接。 5.这块电池小板子，是通过一根 FPC 排线和主板相连的，注意从两端拔掉这根 FPC，如图示。用力方向应该是向外拉，而不是向上提；这样一来整个电脑就切断电源了。 注意， 这根 FPC 要收好，在装入新电池以后，还需要用上。 5.用 T5 螺丝刀将固定这块板子的螺丝都拧下来；板子右边位置，还有个固定的金属片，把它掀起来。 取下触控板 接下来要先把触控板给取下来，原因是，触控板连接主板的这根 FPC，需要经过电池一侧。 7.用 T5 螺丝刀，把中间电池两侧的这些螺丝都拧下来，下图圈出的这些螺丝都需要取下。 （这里值得一提的是，好像 A1708 这个型号的 MacBook Pro，还分成 2016 和 2017 款，其中 2016 款这个位置的螺丝相对比较少，而 2017 款可能是为了改进触控板稳定度，所以加了几颗螺丝） 8.轻轻展开笔记本的 B 面和 C 面，注意扶住触控板，这个时候触控板已经松开了。但注意 FPC 还没有断开； 9.这根 FPC 连接触控板一侧有胶水固定，注意缓缓拉开前半程的胶水，然后再往外侧用力（注意不是往上掰），从连接器上把 FPC 拔下来。 需要注意的是，触控板整个模块表面有几个金属片，在将触控板取下来的时候，这些金属片可能会掉下来，如下图所示（注意图片下方的金属片），注意不要弄丢了。 10.连接触控板的这根 FPC 和电池也是用胶水贴在一起的，这个时候就可以慢慢从电池上撕下来了。 这块包含了 Taptic Engine 的触控板，一直也算是苹果的力作。除了那个专门设计的震动引擎，机械结构方面似乎也非常精巧，所以才能模拟出以假乱真的按键手感。 取下电池 11.这个步骤应该是最难的，需要一点耐心。三片电池都是通过双面胶粘在底壳上的，这个时候需要把他们撕下来。 撕的时候注意用工具慢慢翘，推荐使用一些比较薄的卡片，比如上海地铁票，特别给力，严重推荐。不用的银行卡也可以，但难度会稍大一些。拆下的过程里，这种卡片十有八九是要牺牲掉的。 不要用蛮力，尤其不要让电池发生太严重的形变——一旦发生比较大的形变，那就不能再用了，否则会比较危险。 （诶？？？这张照片画风好像跟前几张不一样...） 12.电池取下来以后，注意把底壳上面残留的胶清理干净。 装电池 之后的步骤实际上就是还原过程了，把上面的步骤倒着做就可以了。 13.把新买的电池固定到位，注意固定的时候，看一看电池上方带的那块板子对到 MacBook 内部相应的位置；然后将固定电池板子的几颗螺丝都拧上；先别急着连接 FPC。 14.把拆下来的触控板恢复到相应的位置。注意这里要先连接触控板的 FPC，这个操作有点麻烦，FPC 先粘到电池上，一路沿着原先的位置，将 FPC 一端往里插入到触控板的 BTB 连接器（参见步骤8、9）；然后固定好触控板，拧上螺丝（参见步骤 7）。 注意，前面提到的触控板金属片，如果掉出来了就要在拧螺丝之前先装回去。 注意，在重新装回触控板的时候，拧螺丝时要注意触控板安装位置是否发生偏移——这个也需要耐心，触控板很容易装歪。 15.还记得步骤 5 中的那根 FPC 吗？用这根 FPC 连接新电池板子上的 BTB 连接器和主板上的连接器。连好之后，把步骤 4 中撕下来的黑色贴，再粘回去。 16.把后盖再装回去，注意像拆的时候那样，上侧需要慢慢卡榫回去，而不是直接盖上就行。 这样就大功告成了，试一试能不能开机。如果无法开机，要么你买的电池是个次品，要么就是电池板子与主板的 FPC 没有连接到位。开机以后，看看键盘、触控板使用是否正常，如果触控板无响应，那就拆开重新连接一下触控板的那个 FPC。 搞定之后，再看看电池图标位置的“修理”标志，是不是就没有了？心情大舒畅。 其实整个过程还是比较简单的，毕竟换电池只涉及到了触控板，内部更靠上位置的组件都不需要动。至于换了之后，这台 MacBook Pro 续航还行不行，那就得看你买的第三方电池给不给力了。

1. 锂离子电池介绍 1.1 荷电状态 (State-Of-Charge；SOC) 荷电状态可定义为电池中可用电能的状态，通常以百分比来表示。因为可用电能会因充放电电流，温度及老化现象而有不同，所以荷电状态的定义也区分为两种：绝对荷电状态(Absolute State-Of-Charge；ASOC)及相对荷电状态(Relative State-Of-Charge；RSOC)。通常相对荷电状态的范围是 0% - 100%，而电池完全充电时是 100%，完全放电时是0%。绝对荷电状态则是一个当电池制造完成时，根据所设计的固定容量值所计算出来的的参考值。一个全新完全充电电池的绝对荷电状态是100%；而老化的电池即便完全充电，在不同充放电情况中也无法到100%。 下图显示不同放电率下电压与电池容量的关系。放电率愈高，电池容量愈低。温度低时，电池容量也会降低。 图一、不同放电率及温度下电压与容量之关系 1.2 最高充电电压 (Max Charging Voltage) 最高充电电压和电池的化学成分与特性有关。锂电池的充电电压通常是4.2V 和 4.35V，而若阴极、阳极材料不同电压值也会有所不同。 1.3 完全充电 (Fully Charged) 当电池电压与最高充电电压差小于100mV，且充电电流降低至C/10，电池可视为完全充电。电池特性不同，完全充电条件也有所不同。 下图所显示为一典型的锂电池充电特性曲线。当电池电压等于最高充电电压，且充电电流降低至C/10，电池即视为完全充电。 图二、锂电池充电特性曲线 1.4 最低放电电压 (Mini Discharging Voltage) 最低放电电压可用截止放电电压来定义，通常即是荷电状态为0%时的电压。此电压值不是一固定值，而是随着负载、温度、老化程度或其他而改变。 1.5 完全放电 (Fully Discharge) 当电池电压小于或等于最低放电电压时，可称为完全放电。 1.6 充放电率 (C-Rate) 充放电率是充放电电流相对于电池容量的一种表示。例如，若用1C来放电一小时之后，理想的话，电池就会完全放电。不同充放电率会造成不同的可用容量。通常，充放电率愈大，可用容量愈小。 1.7 循环寿命 循环次数是当一个电池所经历完整充放电的次数，是可由实际放电容量与设计容量来估计。每当累积的放电容量等于设计容量时，则循环次数一次。通常在500次充放电循环后，完全充电的电池容量约会下降10% ~ 20%。 图三、循环次数与电池容量的关系 1.8 自放电 (Self-Discharge) 所有电池的自放电都会随着温度上升而增加。自放电基本上不是制造上的瑕疵，而是电池本身特性。然而制造过程中不当的处理也会造成自放电的增加。通常电池温度每增加10°C，自放电率即倍增。锂离子电池每个月自放电量约为1~2%，而各类镍系电池则为每月10~15%自放电量。 图四、锂电池自放电率在不同温度下的表现 2. 电池电量计简介 2.1 电量计功能简介 电池管理可视为是电源管理的一部分。电池管理中，电量计是负责估计电池容量。其基本功能为监测电压，充电/放电电流和电池温度，并估计电池荷电状态(SOC)及电池的完全充电容量（FCC）。有两种典型估计电池荷电状态的方法：开路电压法（OCV）和库仑计量法。另一种方法是由RICHTEK所设计的动态电压算法。 2.2 开路电压法 用开路电压法的电量计，其实现方法较容易，可借着开路电压对应荷电状态查表而得到。开路电压的假设条件是电池休息约超过30分钟时的电池端电压。 不同的负载，温度，及电池老化情况下，电池电压曲线也会有所不同。所以一个固定的开路电压表无法完全代表荷电状态；不能单靠查表来估计荷电状态。换言之，荷电状态若只靠查表来估计，误差将会很大。 下图显示同样的电池电压分别在充放电之下，透过开路电压法所查得的荷电状态差异很大。 图五、充、放电情况下的电池电压 下图可知，放电时不同负载之下，荷电状态的差异也是很大。所以基本上，开路电压法只适合对荷电状态准确性要求低的系统，像汽车使用铅酸电池或不间断电源等。 图六、放电时不同负载之下的电池电压 2.3 库仑计量法 库仑计量法的操作原理是在电池的充电/放电路径上的连接一个检测电阻。ADC量测在检测电阻上的电压，转换成电池正在充电或放电的电流值。实时计数器（RTC）则提供把该电流值对时间作积分，从而得知流过多少库伦。 图七、库伦计量法基本工作方式 库仑计量法可精确计算出充电或放电过程中实时的荷电状态。藉由充电库仑计数器和放电库仑计数器，它可计算剩余电容量 (RM)及完全充电容量(FCC)。同时也可用剩余电容量(RM) 及完全充电容量 (FCC) 来计算出荷电状态，即 (SOC = RM / FCC)。此外，它还可预估剩余时间，如电力耗竭(TTE)和电力充满(TTF)。 图八、库伦计量法的计算公式 主要有两个因素造成库伦计量法准确度偏差。第一是电流感测及ADC量测中偏移误差的累积。虽然以目前的技术此量测的误差还算小，但若没有消除它的好方法，则此误差会随时间增加而增加。下图显示了在实际应用中，如果时间持续中的未有任何的修正，则累积的误差是无上限的。 图九、库伦计量法的累积误差 为消除累积误差，在正常的电池操作中有三个可能可使用的时间点：充电结束（EOC），放电结束（EOD）和休息（Relax）。充电结束条件达到表示电池已充满电且荷电状态（SOC）应为100%。放电结束条件则表示电池已完全放电，且荷电状态(SOC)应该为0％；它可以是一个绝对的电压值或者是随负载而改变。达到休息状态时，则是电池旣没有充电也没有放电，而且保持这种状态很长一段时间。若使用者想用电池休息状态来作库仑计量法的误差修正，则此时必须搭配开路电压表。下图显示了在上述状态下的荷电状态误差是可以被修正的。 图十、消除库仑计量法累积误差的条件 造成库伦计量法准确度偏差的第二主要因素是完全充电容量(FCC)误差，它是由电池设计容量的值和电池真正的完全充电容量的差异。完全充电容量(FCC) 会受到温度，老化，负载等因素影响。所以，完全充电容量的再学习和补偿方法对库仑计量法是非常关键重要的。下图显示了当完全充电容量被高估和被低估时，荷电状态误差的趋势现象。 图十一、完全充电容量被高估和被低估时，误差的趋势 2.4 动态电压算法电量计 动态电压算法电量计仅根据电池电压即可计算锂电池的荷电状态。此法是根据电池电压和电池的开路电压之间的差值，来估计荷电状态的递增量或递减量。动态电压的信息可以有效地仿真锂电池的行为，进而决定荷电状态SOC(%)，但此方法并不能估计电池容量值（mAh）。 它的计算方式是根据电池电压和开路电压之间的动态差异，借着使用迭代算法来计算每次增加或减少的荷电状态，以估计荷电状态。相较于库仑计量法电量计的解决方案，动态电压算法电量计不会随时间和电流累积误差。库仑计量法电量计通常会因为电流感测误差及电池自放电而造成荷电状态估计不准。即使电流感测误差非常小，库仑计数器却会持续累积误差，而所累积的误差只有在完全充电或完全放电才能消除。 动态电压算法电量计仅由电压信息来估计电池的荷电状态；因为它不是由电池的电流信息来估计，所以不会累积误差。若要提高荷电状态的精确度，动态电压算法需要用实际的装置，根据它在完全充电和完全放电的情况下，由实际的电池电压曲线来调整出一优化的算法的参数。 图十二、动态电压算法电量计和增益优化的表现 下面是动态电压算法在不同放电速率条件下，荷电状态的表现。由图可知，它的荷电状态精确度良好。不论是在C/2，C/4，C/7和C/10等的放电条件下，此法整体的荷电状态误差都小于3％。 图十三、不同的放电速率条件下，动态电压算法的荷电状态的表现 下图显示在电池短充短放情况下，荷电状态的表现。荷电状态误差仍然很小，且最大误差仅有3%。 图十四、在电池短充短放的情况，动态电压算法的荷电状态的表现 相较于库仑计量法电量计通常会因为电流感测误差及电池自放电而造成荷电状态的不准的情形，动态电压算法它不会随时间和电流累积误差，这是一个大优点。因为没有充/放电电流的信息，动态电压算法在短期精确度上较差，且反应时间较慢。此外，它也无法估计完全充电容量。然而，它在长期精确度上却表现良好，因为电池电压最终会直接反应它的荷电状态。 立锜科技电子报

2018-10-16 随着锂电池的能量密度的提升和安全裕度的降低，核心的问题是要知道锂电池单体本身的温度。实际上，我们现在已经了解大部分的电池滥用试验选择都和温度有关系，在不同的温度下做出来的条件并不相同。我们是需要通过温度传感器得到电池里面的温度点： 得到冷却开启的条件 得到限制功率的条件（快充尤其是） 得到停止输出（零电流输出） 极端热事件前兆检测 2018-10-16 电池模组主要由多片电芯所组成，通过合理的模组设计，可以通过有限的几个采样点来得到整个模组内电芯的温度。正常工作的时候，电芯的温度是均匀的，而在电池出现异常情况下，电芯的温度会出现较大的温差。 这里的温度传感器的阿布置位置包含： 电池表面 电池Busbar 电池盖板表面 在模组内布置需要考虑电芯的温度采集和母线排的温度情况，通过若干个采集点来监控整个模组的温度，通过电池管理单元采集温度数据后推算出整个模组的温度情况。这个主要是在不同的工作条件下，需要把真实的电池的温度和传感器反馈的进行对比处理。 如下图所示，不看别的，光看由于不同电路引起的温度误差就是变化的，加上表面的传热情况，还有其他的内容，这个值得我们把不同的数据采集出来之后仔细对比。 要全面的考虑温度传感器的成本、精度、温度范围、快速热响应和自加热误差。如果我们在考虑高端车辆的时候，特别是高性能和高倍率充电，由于加速响应带来的发热，也需要一个较低的热迟滞的温度传感器予以支持，否则温度的阶梯式变化是无法测出来的。如下图所示： 还有一个比较大的课题，就是之前谈过的温度传感器的工作温度范围，还有检测情况由于温度高于一定范围，超过了一般的85°的时候，原有的电路采集到的分压数值就太大了，使得温度成了无效数值，因此想要在热失控的边沿通过原有的温度传感器获取温度数据，需要满足好几个条件： 需要有可调节的分压电阻 需要选的温度传感器适应较高的工作温度范围 需要在软件上有不一样的测试机理 需要采取温度联动策略 在真正发生问题的那个时间点之前，电芯周围的温度变化，会引起周边的温度差异，这是一个最为直接的量，这个数据采集和判断是非常值得我们深入考虑的 小结：为了达到较高的置信度，一个是收集更多的数据，一个是考虑比较强健的温度收集方式，以保证最后的底线。我觉得在这个方面，一些较高温度的范围的探测温度的方式，可能可以给电池管理系统所采用。