Introducción al instrumento de medición de calibre de batería de iones de litio

Se necesita un indicador de estado de carga de la batería, que también se conoce como indicador de carga de la batería, para determinar el estado de carga (SOC) de una batería, así como el estado de salud de la batería. El indicador de combustible de la batería IC puede predecir cuánto tiempo la batería puede proporcionar energía en determinadas condiciones de funcionamiento. La duración insuficiente de la batería, así como las rutinas de carga poco confiables, son algunas de las quejas más comunes con los dispositivos que funcionan con baterías. Se requieren calibres de baterías extremadamente precisos para evitar apagados inesperados y son esenciales para una experiencia de usuario positiva.

Mucha gente considera las baterías como una forma de almacenamiento de energía, similar a un tanque de combustible que proporciona combustible líquido. En aras de la simplicidad, una batería puede considerarse como tal; sin embargo, la medición de la energía almacenada por un dispositivo electroquímico es mucho más compleja de medir. El proceso es confuso, mal entendido y este artículo intenta describir los desafíos de medir la energía almacenada en una batería.

Antes de analizar más profundamente el concepto de una idea de indicador de combustible, se supone que el estado de carga es la energía relativa almacenada en una batería que puede liberarse en determinadas condiciones. Estas condiciones prevalecientes son en gran parte desconocidas para el usuario de la batería y, además, el SoC incluye la capacidad real de la batería, las corrientes de carga y la temperatura de funcionamiento. El estado de función (SoF), es un criterio que lo abarca todo, que incluye SoC, así como la capacidad y la entrega, y son difíciles de medir y, por lo general, siguen siendo conjeturas. Dadas estas limitaciones, puede comprender por qué la mayoría de los indicadores de carga de la batería o del indicador de batería no son precisos.

¿Cómo funciona un medidor de batería de iones de litio?

La vida útil de una batería puede ser difícil de medir y seguramente no se puede determinar únicamente por el número de ciclos o su antigüedad, sino principalmente por su uso (o mal uso). Al disminuir la capacidad, el tiempo de ejecución de una batería se acorta.

Aunque la información del SoC que se muestra sobre las baterías o la pantalla de visualización de la batería es útil para el usuario, la lectura no siempre garantiza la vida útil de la batería. El indicador de combustible siempre vuelve al 100% cuando la batería está completamente cargada, independientemente de la capacidad de la batería o de la cantidad de energía que pueda almacenar.

Se produce un grave error de confianza cuando una batería muy vieja muestra un 100% de SoC, mientras que la capacidad de la batería para mantener en su carga o energía almacenada se ha reducido al 50% o menos. Por ejemplo, si el 100% de una buena batería tiene una duración de 4 horas, una batería de capacidad media solo funcionará durante 2 horas con una carga del 100%. La mayoría de los usuarios no saben que el indicador de combustible solo muestra el SoC de la batería y no la capacidad de carga que tiene una batería. Se desconoce la capacidad de una batería, que es el indicador de salud más importante.

Además del uso de una batería de descarga controlada (para conocer el estado de una batería), casi no existe una forma confiable de conocer la capacidad de una "batería química", pero hay una forma de leer "baterías digitales". El término "batería química" se usa para referirse a la capacidad real obtenida al descargar una batería completamente cargada, mientras que la batería digital es un circuito de monitoreo periférico que almacena la capacidad estimada resultante del recuento de Coulomb como carga y descarga de una batería.

Gestión de la batería y tipos de medidores

Hay muchos tipos de circuitos integrados de gestión de la batería, que realizan diversas funciones de gestión de la batería. Una de las funciones de gestión más habituales es la carga de la batería. Los controladores de carga de batería están disponibles para casi todos los tipos de baterías recargables. Estos circuitos integrados pueden simplificar tareas como detectar la presencia de energía externa, supervisar el flujo de corriente hacia la batería, monitorear la capacidad de carga, determinar una temperatura segura y niveles de voltaje, así como muchas otras tareas. La integración de un IC de administración de batería en un diseño puede reducir significativamente la complejidad y la cantidad de componentes de un sistema alimentado por batería.

Un indicador de carga de la batería es un dispositivo inteligente que puede proporcionar información como el estado de carga (SOC), la carga disponible (en mAh o mWh), el tiempo de funcionamiento de la batería (en minutos) y el estado de la batería (SOH ). Un punto de confusión es que hay muchos tipos de "indicadores de combustible" que no son más que un monitor de batería. Un monitor de batería simplemente informa el voltaje de la batería, la corriente de carga y descarga y la temperatura de la batería. Por lo general, incorpora un convertidor analógico a digital (ADC) de conteo de culombios para rastrear la carga. Un monitor de batería no puede informar con precisión la capacidad real restante de la batería sin un algoritmo de medición sofisticado.

Calibración estándar y precisión de carga de la batería

Idealmente, los indicadores de combustible en los conjuntos de paquetes de baterías miden el nivel de capacidad restante en una batería en todas las condiciones. Un indicador de combustible de la batería es mucho más complejo que un indicador de combustible en un automóvil, por ejemplo. En un automóvil, el tanque de gasolina siempre permanece del mismo tamaño independientemente de la temperatura, la edad del automóvil o la rapidez con la que se consume la gasolina. El tamaño del tanque siempre es el mismo y el indicador del flotador siempre es preciso.

En una batería, la capacidad "tamaño del tanque" siempre cambia con la temperatura, el envejecimiento y la tasa de consumo de energía, e incluso el tipo de química utilizada. Para poder calcular la capacidad restante en una batería, se deben tener en cuenta todos estos factores. Si se ignora alguna variable, el medidor se vuelve menos preciso.

Dependiendo de cómo se interrumpirá la información de lectura y en qué tipo de aplicación se utilizará la batería, un indicador de combustible menos preciso puede ser suficiente.