จะออกแบบมาตรวัดแบตเตอรี่ (มาตรวัดเชื้อเพลิงแบตเตอรี่) ได้อย่างไร?

แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ทุกประเภทได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ในชีวิตประจำวันของเรา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เคลื่อนที่และอุปกรณ์ไฟฟ้าทุกชนิดมีแบตเตอรี่สำรอง การตรวจสอบสถานะแบตเตอรี่เป็นสิ่งจำเป็นและเป็นประโยชน์ต่อผู้ใช้งาน
วิธีตรวจสอบความจุแบตเตอรี่คงเหลือ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ แบตเตอรี่ของฉันจะใช้งานได้ปกตินานแค่ไหน มีอัลกอริทึมสามแบบสำหรับวัดความจุแบตเตอรี่คงเหลือ ได้แก่ วิธี "Voltage-Capacity-Curve Lookup", "Current-Accumulating" และ "Impedance-Track"
ก่อนอื่น เราจะมาพูดถึงวิธีการ "Voltage-Capacity-Curve Lookup" ซึ่งในที่นี้เราจะเรียกว่า VCL อัลกอริทึมนี้เป็นเทคโนโลยีที่เรียบง่ายในทั้งสามวิธี VCL จะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วแบตเตอรี่และเปรียบเทียบค่าที่วัดได้กับตารางแรงดันไฟฟ้า-ความจุคงที่ในตัว จากนั้นจึงแสดงผลลัพธ์สถานะความจุคงเหลือสัมพัทธ์ สำหรับแบตเตอรี่เคมีแต่ละประเภท กราฟแรงดันไฟฟ้า-ความจุจะแตกต่างกัน ยิ่งไปกว่านั้น แม้แต่ชุดแบตเตอรี่เดียวกัน กราฟนี้ก็จะแตกต่างกันที่กระแสคายประจุที่สูงขึ้นหรือต่ำลง ดังนั้นจึงเข้าใจได้ง่ายว่าทำไมวิธีนี้จึงให้ผลลัพธ์ที่หยาบหรือหยาบ โดยทั่วไป ผลิตภัณฑ์ตรวจสอบแบตเตอรี่ VCL มีค่าความคลาดเคลื่อนของความจุคงเหลือสัมพัทธ์ 10%~20%
ตัวอย่างเช่น BG1-XXXX ถูกอ้างถึงที่นี่ คุณสามารถดับเบิลคลิกหัวข้อสีน้ำเงินเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ  มิเตอร์  หรือตัวบ่งชี้ แบตเตอรี่ นี้

เครื่องวัดแบตเตอรี่รุ่น H BG1-XXX (มาตรวัดเชื้อเพลิงแบตเตอรี่)
เครื่องวัดแบตเตอรี่ซีรีส์ BG1-XXX (มาตรวัดเชื้อเพลิงแบตเตอรี่)  คุณสมบัติ
 ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไออน/โพลิเมอร์ 3.6V~48V หรือ NiMH หรือแบตเตอรี่ตะกั่วกรด
 ไฟ LED แสดงสถานะ 5 ส่วน ความละเอียดความจุ 10%
 ชิป MCU ในตัว วัดความจุแบตเตอรี่ได้อย่างแม่นยำ
 ขนาดบางมาก: 42x22x5 มม. ติดง่าย: แผ่นด้านล่างมีกาวในตัว
 ป้องกันการกลับขั้ว
HBG1-LX (X=1~10) สำหรับชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน/โพลิเมอร์ ซีรีส์ 1~10
HBG1-NXX (XX=3~40) สำหรับชุดแบตเตอรี่ NIMH 3.6V~48V
HBG1-AXX (XX=6~48) สำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด 6V~48V

ข้อดีของตัวตรวจสอบแบตเตอรี่ประเภทนี้คือใช้งานง่ายแต่มีต้นทุนต่ำ หากระดับความแม่นยำ 10%-20% สามารถตอบสนองความต้องการของคุณได้ VCL ถือเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด

ประการที่สอง เราขอแนะนำอัลกอริทึม "การสะสมกระแส" (ในที่นี้เรียกว่า CA) ซึ่งวิธีนี้มีชื่อเรียกอีกอย่างว่า "เครื่องคำนวณคูลอมบ์" หรือ "การผสานรวมกระแส" การตรวจสอบแบตเตอรี่พร้อมฟังก์ชัน CA จะติดตามความจุที่เหลืออยู่ของแบตเตอรี่โดยใช้ตัวสะสมกระแส วิธี CA จะรักษาผลรวมสุทธิของกระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าและออกจากแบตเตอรี่ โดยทั่วไป อุปกรณ์เหล่านี้จะมีรีจิสเตอร์สองตัว ตัวหนึ่งสำหรับการสะสมกระแสชาร์จเพียงอย่างเดียว และอีกตัวหนึ่งสำหรับการสะสมกระแสคายประจุ การใช้ฟังก์ชัน CA การตรวจสอบแบตเตอรี่ไม่เพียงแต่คำนวณความจุที่เหลืออยู่สัมพัทธ์เท่านั้น แต่ยังวัดความจุสัมบูรณ์ (จำนวน Ah หรือ mAh) อีกด้วย เมื่อเปรียบเทียบกับวิธี "Voltage-Capacity-Curve Lookup" อัลกอริทึม CA มีระดับความแม่นยำสูงกว่า (โดยทั่วไปอาจสูงถึง +-5%) แต่จำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์วัดกระแสเพิ่มเติม ซึ่งจะทำให้การติดตั้งสายไฟมีความซับซ้อนมากขึ้น
เครื่องวัดแบตเตอรี่ BG2-XXXX และเครื่องวัดแบตเตอรี่ BG3-XXXX จาก Green Digital Power-Tech ต่างก็ใช้วิธีนี้ ตารางต่อไปนี้จะอธิบายคร่าวๆ

เครื่องวัดแบตเตอรี่ดิจิตอล HBG2-XXX-X
เครื่องวัดแบตเตอรี่ดิจิตอล BG2-XXX-X  คุณสมบัติ
 ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน/โพลิเมอร์ 6.4V~48V, LiFePo4, NiMH, NiCd หรือแบตเตอรี่ตะกั่วกรด
จอแสดงผลแบบดิจิตอล ตรวจสอบแรงดัน/กระแสไฟ และความจุได้อย่างง่ายดาย
 ชิป AVR ในตัว วัดค่าพารามิเตอร์แบตเตอรี่ได้อย่างแม่นยำ
 ติดตั้งง่าย: มีรู M3 จำนวน 4 รูให้
 การป้องกันขั้วอินพุตกลับด้าน
กระแสไฟสูงสุดที่อนุญาต: 5A, 10A, 18A หรือ 28A (เลือกโดยหมายเลขต่อท้ายสุดท้าย)
พร้อมขั้วต่อควบคุมเปิด/ปิดบนบอร์ด
ขนาด: ยาวxกว้างxสูง=98x35x25มม.

ไฟแสดงสถานะแบตเตอรี่ซีรีส์ HBG-3-XXX (จอ LCD)
เครื่องทดสอบมิเตอร์แบตเตอรี่ซีรีส์ BG-3-XXX ตัวบ่งชี้มาตรวัด (จอ LCD)  คุณสมบัติ
ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไออน/โพลิเมอร์ 6V~48V หรือ NiMH หรือแบตเตอรี่ตะกั่วกรด
แผงจอแสดงผล LCD ราคาประหยัด อ่านพารามิเตอร์แบตเตอรี่ทั้งหมดได้ง่าย
 ชิป MCU AVR ในตัว วัดแรงดันแบตเตอรี่ กระแสไฟฟ้า และความจุเชื้อเพลิงได้อย่างแม่นยำ
 กล่องมิเตอร์มาตรฐานอุตสาหกรรม ติดตั้งและยึดได้ง่าย
 ป้องกันการกลับขั้ว
มีการจัดเตรียมเซ็นเซอร์กระแสไฟฟ้าและเซ็นเซอร์อุณหภูมิไว้



อัลกอริทึมที่สามเรียกว่าเทคโนโลยี Impedance Track™ (IT) วิธีการนี้เป็นเครื่องหมายการค้าของบริษัท Texas Instruments (TI) TI อ้างว่าอัลกอริทึมนี้มีความแม่นยำมากกว่าวิธี Voltage-Capacity-Curve Lookup และ Current-Accumulating หากคุณสนใจ คุณสามารถเยี่ยมชมเว็บไซต์ของ TI เพื่อดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้

มีสามวิธีในการแสดงความจุแบตเตอรี่ที่เหลืออยู่ วิธีง่ายๆ คือการใช้ไฟ LED เช่น ตัวบ่งชี้แบตเตอรี่รุ่น BG1-XXXX อีกวิธีหนึ่งที่ดูดีกว่าและมีราคาแพงกว่าเล็กน้อยคือการใช้แผงหน้าจอ LCD เช่น จอภาพแบตเตอรี่รุ่น BG2-XXXX (หรือที่เรียกว่ามิเตอร์วัดแบตเตอรี่) หากอุปกรณ์ของคุณมีพอร์ตสื่อสาร SMBus, BMS-Lxx สามารถใช้โปรโตคอลนี้เพื่อถ่ายโอนมิเตอร์วัดแบตเตอรี่ทั้งหมดไปยังอุปกรณ์ของผู้ใช้