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楼主: 爱你矿坛

如何快速估计电池容量的想法

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发表于 2017-9-20 18:44:02 | 显示全部楼层
有创意的设计方案!不过,还是买一块【电容表】为好,也不贵啊!
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 楼主| 发表于 2017-9-21 03:45:52 | 显示全部楼层
雪冬 发表于 2017-9-8 21:25
一般电池的能量来源于化学能,表现为电动势E.
内阻与组成电池的化学材料有关.容量也与不同的化学材料关系密 ...

谢谢你的意见!
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 楼主| 发表于 2017-9-21 03:53:44 | 显示全部楼层
huanghua 发表于 2017-9-17 14:23
我非常赞同EOKOK坛友的观点,电池内阻与容量没关系。例两块新的容量相同l锂电池各串1欧姆和10欧姆电阻视其 ...

电池的内阻与电池外串接的电阻是两个完全不同的概念。
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 楼主| 发表于 2017-9-21 03:55:32 | 显示全部楼层
星黎飞 发表于 2017-9-20 18:44
有创意的设计方案!不过,还是买一块【电容表】为好,也不贵啊!

非常感谢您的支持及鼓励!

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发表于 2017-9-21 06:37:15 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 EOKOK 于 2017-9-21 06:39 编辑
爱你矿坛 发表于 2017-9-21 03:53
电池的内阻与电池外串接的电阻是两个完全不同的概念。


难道电池内阻不是电阻概念?难道电池内阻不是电阻属性?难道不是以欧姆定律来推算它的值?难道电路中电阻的不同位置就有各种不同的电阻概念?如果真是"两个完全不同的概念"那么你全部帖中所谓的计算是扯的什么概念?
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发表于 2017-9-21 09:06:23 来自手机 | 显示全部楼层
学习了,比物理老师讲的还好,
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发表于 2017-9-21 09:27:10 | 显示全部楼层
本帖最后由 swp 于 2017-9-21 09:32 编辑

    电池的标准放电条件下的容量测试技术很早前就有,原理就是标准放电电流下电池端电压下降到放电终止电压时这个过程所用的时间与电流乘积。楼主是想探讨快速容量检测,我认为不是实现不了,但精度可能稍低些,但这个想法很有使用价值。我搞容量测试也30多年了,做过不少形式的测试仪,在这里谈谈经验供楼主参考。

    首先说说“电动势”,实际应用的电池的电动势是随着电池的放电而变化的,不是教科书里“电动势是不变的而端电压是随放电电流的大小而变动的,因为电池有内阻。”。内阻也是随着放电而随时变化的,这在教科书了一般被描述成是一定值。这是因为教科书是为了让学生了解电源的一般原理,刻意抽象出最有特点的几种物理量来进行分析,好让人了解电源(电池)的一般规律。
    但实际应用中,很多概念要重新认识,对于一般常见的电池来讲,它就是一个进行着氧化还原反应的化学反应的装置,副产物就是电流的流动。在它的整个有效化学反应过程中,电动势与内阻随时都在变化,相信大家都会理解这一点。举个例子,一节1.5V的新碳锌电池电动势一般在1,55-1,6V之间,而内阻有可能低于1Ω,但放电终结后电动势也就是1.1-1.3V,内阻会高到10Ω以上。同样,这种现象也存在在所有常用电池身上。这种现象对于同种电池的快速容量检测是很有利的,只要拿出几节新的电池先做出标准电流(0.1C)的容量测试,知道了这批电池的容量平均值。再把新电池按高倍率(10C)电流来测试一遍容量,做出每段时间内容量所对应的端电压曲线,那么就可以进行快速容量检测了。比如测出10秒放电后的电压来与曲线比对出剩余容量值。但有个难题很不好办,就是电池在放电一段之间后又放置了一段时间,这时在进行测试,误差就会很大(正误差,指示的容量偏大与实际容量),这是电池的去极化作用所致(碳锌电池一类的一次性电池特别明显)。
    单片机技术的引入可能会改善测试技术的精度,首先要对于各种型号的电池模拟放电来记录容量曲线,建立数据库,再进行实测试。感到最有实用价值的就是在电池组的保护板中加入单片机容量检测单元,对外有通信接口,连接电脑。这样每一块电池制造出来后,就进行容量检测与记忆,并可以随时通过电脑了解使用履历与即时容量和老化趋势。
    还有。对于单节电池进行高倍率放电时一定要用四线检测与附加恒流源,首先电压检测端要紧接着从正负极引出,不要与电流端靠近,因为很小一点接触电阻就会有很大的电压误差。再者是没有直接利用1.5-4V工作的恒流源,必须自制一个恒流源与电池串联,强行给电池拉出你所要的大电流。还有电压检测要用4位以上的AD转换器,因为微小的电压变化都对应着一个容量值。
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发表于 2017-9-21 13:15:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 EOKOK 于 2017-9-21 15:11 编辑
swp 发表于 2017-9-21 09:27
电池的标准放电条件下的容量测试技术很早前就有,原理就是标准放电电流下电池端电压下降到放电终止电压 ...


"因为电池有内阻。”。内阻也是随着放电而随时变化的"
有待商确.因为正常电池放电始止时,工作电压下降的主要因素是放电后电量的减少而并非都由于内阻增大的原因而使电压下降.充放电时内阻会产生同样的压降(条件是:充放电电流同值时).故所以放尽电量的电池再充电的初期充电电流会较大,必须加恒流控制.不信可试验一下.


"只要拿出几节新的电池先做出标准电流(0.1C)的容量测试,知道了这批电池的容量平均值。再把新电池按高倍率(10C)电流来测试一遍容量,"
以上还是以电池放电的方法测出的电池容量值

"做出每段时间内容量所对应的端电压曲线,那么就可以进行快速容量检测了。"

还是没看出电池内阻值与电池容量值的直接对应算式或图表关系的方案.也就是你快速测试了哪个参数而对应出了被测电池的容量?
而只看到了你把测试电池的容量值去对应了端电压.难道被测电池相同内阻相同端电压容量相同?

"比如测出10秒放电后的电压来与曲线比对出剩余容量值。"

剩余容量值(怎么定义?)就是被测电池的实际容量值(二者什么关系)?难道电池在测试过程中前10秒与10秒后电池容量变了,如果变了你取哪个值?

"单片机技术的引入可能会改善测试技术的精度,首先要对于各种型号的电池模拟放电来记录容量曲线,建立数据库,再进行实测试。"

这个还是充放电检测方案并实时监测.但这种方案并不需要各种型号的电池模拟放电来记录容量曲线,建立数据库. 而只要对本使用中的电池设定周期性的充放电过程所耗电量的记录即可(条件是:设定上下限输出电压,充足放尽.)所以这也不属于通过测某一个电池参数(尤其是不相关电池内阻)而达到所谓快速测电池容量.

工程目的与实现方案有偏颇数据库再庞大也是无用的,只会消耗单片机的硬件资源.
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发表于 2017-9-21 15:34:18 | 显示全部楼层
好帖子,貌似x宝上,有些低端的电池测量电路,很便宜的。
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发表于 2017-9-21 15:43:37 | 显示全部楼层
本帖最后由 swp 于 2017-9-21 15:55 编辑
EOKOK 发表于 2017-9-21 13:15
"因为电池有内阻。”。内阻也是随着放电而随时变化的"
有待商确.因为正常电池放电始止时,工作电压下降 ...



"只要拿出几节新的电池先做出标准电流(0.1C)的容量测试,知道了这批电池的容量平均值。再把新电池按高倍率(10C)电流来测试一遍容量,"
以上还是以电池放电的方法测出的电池容量值

是的,就是用放电的方法,但不是全程放电,比如知道了某一恒定电流下电压与容量的关系,就可以以放出很少容量(比如百分之一)的方法预测电池容量,这与很早就有的铅酸电池高倍率放电计的原理是一样的。

"做出每段时间内容量所对应的端电压曲线,那么就可以进行快速容量检测了。"

还是没看出电池内阻值与电池容量值的直接对应算式或图表关系的方案.也就是你快速测试了哪个参数而对应出了被测电池的容量?
而只看到了你把测试电池的容量值去对应了端电压.难道被测电池相同内阻相同端电压容量相同?

这是在同一批电池,同一样大的高倍率放电电流的条件下得到的容量与电压曲线,可以借鉴一下铅酸电池在不同放电电流下的放电曲线来说明问题,大电流小电流曲线的斜率是不一样的。对于相同的一批电池,曲线应该有可重复性。高倍率下的放电,电池的电压曲线往往是以大斜率去接近终止电压,这样在单位时间里电池端电压就与容量有相关关系,不用考虑“安培、小时”等参数了
"比如测出10秒放电后的电压来与曲线比对出剩余容量值。"

剩余容量值(怎么定义?)就是被测电池的实际容量值(二者什么关系)?难道电池在测试过程中前10秒与10秒后电池容量变了,如果变了你取哪个值?

我所讲的测出来剩余容量是指电池还没放电到终止电压后就停止了放电,这时候对这节电池剩余容量的估测。用高倍率放电检测电压的方法,在电池休息后再测试,的确会出现容量变大了的假象,因为去极化的作用使电池再放电刚开始的一段时间里电压会偏高(用过手电筒的人都有体会,快不亮了的电池关灯一会,再开的短时间内要比原来亮一点)。这种假象会严重影响快速检测的可信度,但是对于同一批刚充好的电池,或者都是中途停放的电池仍然有意义,因为端电压高的毕竟剩余容量大,仍有参考价值。
这个方法要想测出容量值,就要对放电曲线上的多个点的电压值所对应的容量进行标定才行,比如高倍率放电到1.455V,用时10秒,这时候就停止放电,按正常接入标准放电负载测试剩余容量,以后同批电池高倍率放到这个电压就可以知道剩余的容量了。但是要采集的数据太多了。

"单片机技术的引入可能会改善测试技术的精度,首先要对于各种型号的电池模拟放电来记录容量曲线,建立数据库,再进行实测试。"

这个还是充放电检测方案并实时监测.但这种方案并不需要各种型号的电池模拟放电来记录容量曲线,建立数据库. 而只要对本使用中的电池设定周期性的充放电过程所耗电量的记录即可(条件是:设定上下限输出电压,充足放尽.)所以这也不属于通过测某一个电池参数(尤其是不相关电池内阻)而达到所谓快速测电池容量.

工程目的与实现方案有偏颇数据库再庞大也是无用的,只会消耗单片机的硬件资源.
对于引入单片机管理电池,我还是看好从电池制造好活化投入使用后,就应该对容量履历进行记录(对于大容量UPS很有意义),这里说多了,与楼主的快速容量问题无系。

还要指出,快速容量检测仅仅是对电池容量的一种参考,精度不会很高,但经过包括对于铅酸电池多年来的应用,在实际使用中还是发挥了一定作用的。很明显的一个例子,以前用的一堆5号镍镉电池,充满电后用大电流放电几秒钟,还是端电压高的容量大。至于做成仪器付诸应用,楼主还要做很多工作,比如短期放出的电量怎样快速补充?不然电池永远都是在小于标称容量下放电。还有大量数据的积累,都是需要做的。

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发表于 2017-9-21 15:59:47 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 EOKOK 于 2017-9-21 16:03 编辑

1,裸电池没有任何检索"标签‘’所以再大的所谓数据库都无法识别对应被测电池去调用何种数据.  2,电池容量与电池电量都搞混了。
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发表于 2017-9-21 16:00:03 来自手机 | 显示全部楼层
1,裸电池没有任何检索"标签‘’所以再大的所谓数据都无法识别对应被测电池去调用何种数据.  2,电池容量与电池电量都搞混了。
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发表于 2017-9-21 16:05:26 | 显示全部楼层
本帖最后由 zy_tu 于 2017-9-21 16:07 编辑

我怎觉得该问题的起初意思是想问:单个的非充电电池,而且只有唯一的一节,在不放电的情况下,谁能有效快速知道它里面的化学能还有多少,而不是问牺牲一个电池,来判断其它电池,或者说牺牲一部分电来判断原来的情况,大部分回答都是放电加公式,而且一直纠结在可充电池上,这个已经不是问题的初衷。
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发表于 2017-9-21 18:16:41 | 显示全部楼层
zy_tu 发表于 2017-9-21 16:05
我怎觉得该问题的起初意思是想问:单个的非充电电池,而且只有唯一的一节,在不放电的情况下,谁能有效快速 ...

要是按你的思路:
我怎觉得该问题的起初意思是想问:单个的非充电电池,而且只有唯一的一节,在不放电的情况下,谁能有效快速知道它里面的化学能还有多少,而不是问牺牲一个电池,来判断其它电池,或者说牺牲一部分电来判断原来的情况,大部分回答都是放电加公式,而且一直纠结在可充电池上,这个已经不是问题的初衷。

我感到这个问题无解,因为电池里面的化学能能变成电能向外输出多少只有厂家直到,也只有参考产品说明了。哈哈
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发表于 2017-9-21 23:44:51 | 显示全部楼层
有点看不懂
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