如何检测锂电池电量？

  众所周知，锂电池在我们的日常生活中随处可见，小到玩具，手机等日常消费品，大到汽车，都可以看到锂电池的身影。电子产品里大都有锂电池，那么如何检测锂电池电量呢？

     锂电池电量测量常见分为这三种：电压测量法、电池充放电曲线测电压法、库仑计。

电压测量法：

通过采集电池的电压，然后显示电池电量。最常见的做法就是，用4颗LED做电量指示，4.1V~4.2V满格 ，表示有100%的电，3.8V~4.1V三格，表示还剩75%的电量，3.7V~3.8V两格 ，表示还剩50%的电量，3.5V~3.7V一格，表示还剩25%的电量。这种测量非常不准确，常用于低端玩具和电动自行车的电量显示。电量显示是一个区间，无法显示具体电量。

 

该测量方法存在一个比较大的误差就是电池在外接负载的情况下，不同负载在工作时，电池两端电压会有较大的差异，因此常见于在电动车刚启动时电量会突降。原因在于电机刚启动时所需要的功率较大，电流大，会拉低电池的电压。

此种测量方法常用于静态功耗和工作功耗差不多的应用场景。

电池充放电曲线测电压法：

 

下面给出一个标准的电压对电池剩余容量的表格（左侧）以及大电流恒流放电电池电压对容量的表格（右侧），此表只能大致提供参考，还需实际测试。

 

实际做法：

取一块电池，用一个比较准确的库仑计来测试这颗电池的电量。在不同电量下分别记录这颗电池的电量，然后记录对应在该电量下的空载电压。在正常工作外接负载的场景下，在不同电量下分别记录这颗电池的电量，然后记录对应在该电量下的带载电压。将结果统计在Excel表格里，然后将结果生成一个大致的相对函数，MCU最后根据函数来计算当前电量的结果，这种方法相比第一种方法更靠谱，误差与之相比会小的多，做的好可以控制在5%以内。

不过此种方法也存在缺陷：不同电池它的充放电曲线不一样，特别是新旧电池充放电曲线会有较大不同，还有一个电池受温度影响较大，不同厂家生产的电池也会有较大不同，如果所有电池都用这函数，或许会有较大的误差，因此此函数只能用同一批次的电池，如果电池更换，得需要重新计算。

以上两种测量电池电量方法都不太准确，因此最后讲一种比较精确量电池电量的方法：

库仑计原理：

通过实时采样电池回路流经的电流大小，电流是随时间变化的，然后通过把这个变化的电流和时间进行积分，就可以得到准确的电量。当充电时，电池从没电到充满电这段时间里，实时采集电池的充电电流，然后和时间进行积分算出电池容量。当电路工作时，电池对电路放电，实时采集电池的放电电流，然后和时间进行积分，得出用掉了多少电量，最后用电池的容量减去用掉的电量就是电池剩下的电量，这样操作，电量指示就会很准确了。

库仑计参考电路：

  如上面的参考电路所示，在电池的负极串一个采样电阻下地，再经过运算放大器放大给单片机的ADC采样，软件里经过积分等算法算出电量。