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如何计算锂离子电池的剩余电量？

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发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：

如何计算锂离子电池的剩余电量？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

锂离子电池的剩余电量，我们叫SOC，目前的锂电池组有三种方式来计算它。下面分享一下这三种方式。

第一种，通过锂电池的电压值来显示剩余电量（SOC）

这种方式的劣势是误差特别大；优势是电路简单容易实现，而且成本低。

通过电压值估算出来的SOC很粗糙，所以一般都是使用4颗或5颗LED灯来显示，不会使用精准的数显方式来显示，这样就是为了隐藏误差。因为锂电池组在充电与放电时的电压是波动的，电流越大波动就越大，停止充电或者停止放电，电压又会回弹。

像我们经常使用的移动电源充电宝，大多数都是这样的方式，因为移动电源的电流比较小，而且电流相对来说都比较稳定，所以通过电压值来显示，我们也感觉不出来误差有多大。

但是，如果是电动车类的动力产品，还使用电压值的方式来显示，误差就会比大了。因为动力类产品，在启动、加速、上坡时，它的电流就会比较大，这样电压值显示就会波动比较大。

举个例子，像36V10Ah的电动车锂电池组，当电池组电压是40V以上时，剩余电量在80%~100%之间，5颗电量显示灯都会亮，但是我们经常会发现，电动车一加速电量显示灯就会灭掉2颗灯甚至更多，一停下来又恢复了5颗灯显示，这样就会给用户很不好的使用体验，因为误差真的太大了。

第二种，通过电流与时间的库仑积分来显示剩余电量

简单地说，就是电流乘以时间等于容量（A*h=Ah）。充电时，剩余电量增加；放电时，剩余电量减少。增加与减少的电量，就是电流与时间的积分量。

举个例子，36V10Ah的锂电池组，满电的状态下进行放电，在放电的过程中，分别使用15A电流持续了1分钟，5A电流持续了30分钟。那这个锂电池组的剩余电量就等于：10Ah-15A*1min/60-5A*30min/60=7.25Ah，也就是72.5%。目前的剩余电量显示，都会在1秒钟更新一次，所以显示出来的剩余电量不管是LED灯的方式还是数字显示的方式，都会给用户比较好的体验感。

像手机、笔记本电脑这些数码类产品，还有电动车、机器人、AGV等等带有通讯功能的动力科技产品，都会在锂电池组的保护板上加上电量计，就能实现库仑积分的剩余电量显示功能。

这种方式相对第一种来说，比较精准。但是也无法做到特别的精准，这就需要下面提到的第三种方式了。

第三种，库仑积分与电压值修正相结合的方式

这种方式是目前比较流行的，精度特别高，是对第二种方式的进一步修正优化。

库仑积分的方式，只能是通过充电与放电的电流与时间来计算电量的增量与减量，无法记录电芯的自耗电，BMS板的自耗电，等等漏电的电量。所以，单纯靠库仑积分的方式来计算剩余电量，只能是暂时性的精准，时间长了，慢慢就会出现偏差越来越大。

剩余电量显示的误差值大了，就需要将锂电池组进行过放，我们叫BMS的SOC校准，BMS识别到锂电池组被过放，剩余电量SOC就会归零了（0%）。也可以将锂电池组过充，BMS识别到锂电池组被过充，就会识别到锂电池组已经充满电了，SOC就会显示100%。

但是，有一些领域的产品是不能将锂电池组过充或者过放的，像个别的家庭储能产品，机器人，仪器仪表类的产品，高端科技类锂电池组产品会考虑到安全性，也考虑到了锂电池组的循环寿命，所以会控制锂电池组的放电深度，不能让锂电池组过充或过放。这样，BMS的剩余电量SOC就无法得到校准了，这个误差值就会一直累加，最后显示的SOC就会误差特别大。

如果加入电压修正的方式，这个误差值就会适当被修正。这就需要前期对锂电池组的充电放电，以及静置时对应的SOC进行抓取数据点，让电压与SOC形成一种对应，也就是我们说的“SOC算法”。加入SOC算法，剩余电量的显示才会更加精准。

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回答于 2019-09-11 08:43:50

有许多人知道手机电量显示能精确到1%？这种问题让许多人都想不清楚，也找不到想要答案，那就围绕这个问题谈谈，手机已什么形式计算电量准确的显示出来。

手机电池电量计算有多种，有电压检测，用电压进行监控，通过电压的变化测量电量的变动，只是电池电量与电压不是非线性的关系，准确不是几高，电量底于百分之五十，电量更加不准确，底于百分之五十显示掉电特别快。所以这个方式被淘汰掉。

现手机基本使用计算方式就是库仑计，这是用法拉第定律设计出用来测量电路中所通过电量的装置称为“库仑计”或者“电量计”。说白了就是电池保护线路板上串联有一个电量计量芯片，好像家里电表方式，通过把变化的电流进行累计，最终得到用户使用时正确的电量。

获得电池当前的容量才可能知道电量剩余，使用集成模式，利用RC积分电路来获得电压对时间的积分值，那就能得到电池的容量，再通过电池当前电量除以电池的额定容量数值计算出百分比，得到电池电量剩余并交给手机上的软件屏幕显示给用户。

锂电池使用时间长会增加电池的额定容量损耗，2000mAh容量循环使用100次，可能会只有1800mAh的容量，库仑计永远保持着原来额定容量会引起电量计算不准确，放心库仑计里面会对使用次数进行调整容量的算法，会对电池循环次数调整电池实际的额定容量。