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手机电池百分比显示的工作原理是什么？

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发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

手机电池百分比显示的工作原理是什么？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

手机的电池百分比显示主要有2种常用的方法：


1、根据电池ZCV曲线建模法

该方法是手机厂商要求电池厂提供的电池参数表，该数据表给出了开路电压（OCV）、带载电压(CV)、内阻（R）、电池电量（mAh）和电量百分比（DOD）的关系。

数据表中会标明不同电压下的电量值，有了数据表，手机设备通过ADC检测出电池电压值，然后通过查表的方法可以查询出电压(OCV)与电池的容量的对于关系。当然，该方法有个问题是手机设备检测到的电压是并不是开路电压（OCV），而是带载情况下的电压CV1，这个CV1(根据手机设备的电流大小变化，是个变化值)和数据表的CV的负载电流（固定值一般以0.5C放电）大小不一样,把CV1看作OCV或CV都会产生比较大的误差。通常为了提高精度，我们会在电池负极和地GND之间加上小电阻Rfg来测量CV1时手机的系统电流 I,根据 I 可以估算出OCV≈CV1+I*R(电池内阻)，根据OCV查表得到容量百分比更接近准确值。具体电路如下：




根据电池ZCV曲线建模法有个缺点是，电池老化或更换电池后ZCV曲线会变。这样就会造成电池老化或更换电池后，电池电量检测误差非常的大。所以该方法慢慢被抛弃，但由于该方法硬件成本较低，所以还在一些低端机上使用。

2、电池电量计

电池的电量计也称 库仑计。库仑计的原理，简单的来说，在电池的回路上串联一个电量计量芯片，电量计也有一个和方法一中Rfg类似的取样电阻，通过电阻测试单位时间内回路流经的电流大小，如果电流是随时间变化，且流过不同的电流后产生不同的压差，通过把这个变化的电流进行积分，算出电池的电量。

具体原理框图如下：

库仑计的电量计算会比电池ZCV曲线建模法测出的电量更精确。当然库仑计也会随着电池老化，容量的变化，产生误差，需要定时校准。庆幸的是现在手机的电量计都能实现自行校准，所以不需要用户特别关心。

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回答于 2019-09-11 08:43:50

具有典型锂离子电池的智能手机通常会测量电压电平，并将其映射到放电百分比显示，它也可以使用实际的电耗测量值，因为这不完全是线性的，但它在上下两端主要是使用电压电平，这就是为什么有时你会发现百分比似乎在迅速下降，因为接近低端时电压会迅速下降。

最主要的是电压电平，他们实际上是把它限制在介于满负荷（0放电显示）和完全放电（100%放电）之间的某个安全范围内。所以，如果手机显示100%充电，在放电曲线上大约是5%放电或者更多一些，在4V左右。在电池接近完全充电时，手机内部充电电路会让电池停在这个电压电平。我们可以讨论怎样用更高的电压电平进行快速充电，不过这是另一个题目了。如果手机显示0%，电压电平大约在3.5V左右，也就是差不多95%放电，这时会关闭手机，这样就不会把电压降到更低。这么做是为了防止手机损坏。电压太低对锂离子电池是非常糟糕的，过度充电也很不好，所以手机、平板电脑和笔记本电脑都不希望这种情况发生，采用的办法是在达到最大允许电压电平时停止充电，或在接近这个电压电平时只用涓流充电，并将这个安全电压电平称为100%充电，在触及最低电压阈值时则关闭电源，并把最低电压阈值称为0%。