锂电池电量与做功时间问题

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andy520520|  楼主 | 2018-12-29 14:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 andy520520 于 2018-12-29 14:14 编辑

如下图中的计算,电池在下降到3.6V时,用了90%的电量,换算成做的功与时间的乘积后占比并没有90%,问题出在哪里了?
充满电后,可以工作70次,每次3分钟,大概在第45次时电量只有10%,也就是10%的电量还可以工作25次,有高手看出问题了吗?
说明下,放电不是恒功率放电的,随着电压降低,功率不断下降的,也就是放电是开环工作的。
下降到3.1V时,就不能再工作了,需要充电,总的工作次数是70次
电池电量问题.jpg

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tianxj01| | 2018-12-29 17:32 | 显示全部楼层
只能说你的公式有问题,70次,放电次数和电量关系=X/70*100。
然后你完全可以自己去测试电压,虽然锂电池放电电压容量关系是非线性的,但是通过一个表格简单描述还是挺容易的,用折线分段中间线性插补原则,可以做到逼近1%+的精确的。
具体的,自己测试以后再说吧。
聚合物容量  几个标准 1、100容量=4.15V左右  0容量=3.0这个是精确指标  中间非线性,不过怎么非线性也不可能3.6就剩下1%。

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andy520520|  楼主 | 2018-12-29 17:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 andy520520 于 2018-12-29 18:37 编辑
tianxj01 发表于 2018-12-29 17:32
只能说你的公式有问题,70次,放电次数和电量关系=X/70*100。
然后你完全可以自己去测试电压,虽然锂电池放 ...

聚合物锂电一般是3.68V,如果是3.68V的话,就会低电使用更多的次数了;
现在用的是3.6V,低电显示,结果还是可以使用25次。
与我上面的积分式子归一后的值基本是吻合的,但想不明白为什么10%的电量,还可以使用25次,虽然这个
时候的功率低了不少了。如下图
为什么我计算的电量对比:  75% :25% , 不是90% : 10%




电量对比.jpg

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andy520520|  楼主 | 2018-12-29 17:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 andy520520 于 2018-12-29 17:59 编辑
tianxj01 发表于 2018-12-29 17:32
只能说你的公式有问题,70次,放电次数和电量关系=X/70*100。
然后你完全可以自己去测试电压,虽然锂电池放 ...


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andy520520|  楼主 | 2018-12-29 18:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 andy520520 于 2018-12-30 09:44 编辑
andy520520 发表于 2018-12-29 17:51
聚合物锂电一般是3.68V,如果是3.68V的话,就会低电使用更多的次数了;
现在用的是3.6V,低电显示,结果还 ...

这个更接近 ,上面把功率和做功混淆了。
无标题.jpg

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GavinZ| | 2019-1-8 17:03 | 显示全部楼层
电压的平方 积分不是功。你讨论的是功。被你闹糊涂了。

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andy520520|  楼主 | 2019-1-12 09:45 | 显示全部楼层
GavinZ 发表于 2019-1-8 17:03
电压的平方 积分不是功。你讨论的是功。被你闹糊涂了。

放电是开环控制的,假定负载是定电阻负载,上面是无量纲的计算。我要验证的是为什么10%的电量(做的功)用了差不多1/3的时间(使用了24次)。90%的电量(做的功)只用了差不多2/3的时间(46次)。V^2 *t / R
= P * T

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GavinZ| | 2019-1-15 09:23 | 显示全部楼层
andy520520 发表于 2019-1-12 09:45
放电是开环控制的,假定负载是定电阻负载,上面是无量纲的计算。我要验证的是为什么10%的电量(做的功) ...

咱先清楚定义:
电量,是库伦,是电流对时间的积分。
功是焦耳,是功率对时间的积分。

你是把电量跟功看作一个变量了么?

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GavinZ| | 2019-1-15 09:27 | 显示全部楼层
你所说的电量不是“电荷的数量”的吧。

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andy520520|  楼主 | 2019-1-15 11:51 | 显示全部楼层
GavinZ 发表于 2019-1-15 09:23
咱先清楚定义:
电量,是库伦,是电流对时间的积分。
功是焦耳,是功率对时间的积分。

你说的都是对的,按概念死扣的,

我这里说的电量指的是电池容量,比喻电池容量可以用mAh做单位,也可以用W * h做单位,

那么电量对应的就是功,所以我上面的积分式子是个二元的函数 f(V, t) ,变二重积分为二次积分

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GavinZ| | 2019-1-17 15:19 | 显示全部楼层
本帖最后由 GavinZ 于 2019-1-17 15:21 编辑
andy520520 发表于 2019-1-15 11:51
你说的都是对的,按概念死扣的,

我这里说的电量指的是电池容量,比喻电池容量可以用mAh做单位,也可以 ...

你应该用sigma求和,不是积分。你不是测了70次么,每次的电压平方之和就是功(因为是阻性负载,所以都约掉了),功除以次数就是功率。

还有你的积分V2dV,这算出来是个啥?看量纲都不对.

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andy520520|  楼主 | 2019-1-17 16:08 | 显示全部楼层
GavinZ 发表于 2019-1-17 15:19
你应该用sigma求和,不是积分。你不是测了70次么,每次的电压平方之和就是功(因为是阻性负载,所以都约掉 ...

电压从3.6---4.2V, 连续V^2和 ,不是就是积分吗?

V^2 / R   *  t     ,    两个变量 V , t  ,     t 是46次 , 上面的计算基于归一法

我只是验证客户说的为什么10%的电量用了近1/3时间,

实际上就是因为是开环控制的造成的,如果是恒功率输出,那么10%电量肯定是对应总

使用时间的10%

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GavinZ| | 2019-1-17 17:14 | 显示全部楼层
andy520520 发表于 2019-1-17 16:08
电压从3.6---4.2V, 连续V^2和 ,不是就是积分吗?

V^2 / R   *  t     ,    两个变量 V , t  ,     t  ...

还没弄明白那个积分式,跟我想象的不一样,要是在mcu里就是求和。
还有,你说的90%电量怎么来的,就是那个电量(能量)怎么算出来的?
上面3.59时消耗掉62%的电量(你的电量是W。h,也就是功),为什么说90%?

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GavinZ| | 2019-1-17 17:31 | 显示全部楼层
无标题.png
如果你的电压方积分是功,那岂不是上图两条电压曲线的功相等。所以你那个应该不是功。

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andy520520|  楼主 | 2019-1-17 17:44 | 显示全部楼层
本帖最后由 andy520520 于 2019-1-17 17:54 编辑
GavinZ 发表于 2019-1-17 17:14
还没弄明白那个积分式,跟我想象的不一样,要是在mcu里就是求和。
还有,你说的90%电量怎么来的,就是那 ...

MCU去做积分不是浪费吗? 静置时电压对应的电量比价准,这里不需要那么精密的电量,只是个电池低压告警

3.6V对应的是锂电池容量在10%左右, 客户现在发现10%电量开始的亮红灯告警要工作的时间是24次 * 分钟,

前面的90%电量工作的时间是46* 3分钟 ,我验证的是为什么10%电量为什么工作了总时间的30% ( 24/70 )
即使是不做上面的数学分析,也可以分析得到是功率与电压成平方关系,从4.2--3.6V电压的平方累加和显然比3.6V--3.1V的电压平方和要多很多,而这个电压的平方和对时间的积分就是电量了(做的功)


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andy520520|  楼主 | 2019-1-17 17:58 | 显示全部楼层
GavinZ 发表于 2019-1-17 17:31
如果你的电压方积分是功,那岂不是上图两条电压曲线的功相等。所以你那个应该不是功。

...

你这个只是考虑了电压,还有个时间,这是个二元的函数 ,功率对时间的积分才是功

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andy520520|  楼主 | 2019-1-17 18:00 | 显示全部楼层
GavinZ 发表于 2019-1-17 17:31
如果你的电压方积分是功,那岂不是上图两条电压曲线的功相等。所以你那个应该不是功。

...

你这个只是考虑了电压,还有个时间,这是个二元的函数 ,功率对时间的积分才是功

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andy520520|  楼主 | 2019-1-17 18:00 | 显示全部楼层
GavinZ 发表于 2019-1-17 17:31
如果你的电压方积分是功,那岂不是上图两条电压曲线的功相等。所以你那个应该不是功。

...

你这个只是考虑了电压,还有个时间,这是个二元的函数 ,功率对时间的积分才是功

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GavinZ| | 2019-1-18 09:18 | 显示全部楼层
andy520520 发表于 2019-1-17 17:44
MCU去做积分不是浪费吗? 静置时电压对应的电量比价准,这里不需要那么精密的电量,只是个电池低压告警

3 ...

原来10%电量是这么来的。就是说3.6V是就是只剩10%了,不是计算,也不是测量,就是某个经验数值。
然后你用这个10%来衡量。我觉得这样不对,因为你从3.6V又做功到3.1V,儿那个10%经验值的0%电量对应的电压可能是3.5V,这个跟你做功的范围不同,所以两者比较不合适。

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GavinZ| | 2019-1-18 09:22 | 显示全部楼层
比如,我们测量出4.0V到4.2V的电量,那么4.0V时,是0%电量,4.2V时是100%电量;
当使用电池的3.6V到4.2V范围时,电量的原点不同,也就不能比较。

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