如何使用电池电量计建立客户信任

您可能听说过有关智能手机制造商减慢旧型号以适应老化电池的消息。目的是防止使用旧电池的手机意外关机。

虽然意图是崇高的，但这一消息仍然引起了客户的强烈反对，这主要是由于客户无法获得详细的电池信息，以及对旧电池管理方式的变化缺乏明确的解释。这一事件无疑凸显了向客户提供可靠电池信息的重要性。

管理老化电池的简单方法

当今使用的大多数移动设备都使用锂离子电池，随着时间的推移会退化。它们失去容量并且内部阻抗上升。在重负载老化的电池中，与轻负载相比，可以提取更少的容量。这是由于旧电池的阻抗高于新电池。

将电量计 IC 集成到您的电池供电设计中，为管理老化的电池提供了一种相对简单的方法。除了许多电量计提供的充电状态 （SOC） 数据外，Maxim ModelGauge™ m5 IC等现代电量计还提供以下数据点：

可用和报告的剩余容量

年龄

定时器

清空时间

循环

年龄预测

电池电阻

您可以根据客户的期望决定要披露哪些信息。这可以帮助他们更好地管理他们的电池供电设备，并帮助建立对您的电池管理策略的信任。

让我们更详细地看一下这些参数中的每一个。

可用和报告的剩余容量

ModelGauge m5 的电量补偿功能估计理论剩余容量 （RemCap MIX ），假设理想的电池条件，以及可用容量 （RemCap AV ），考虑负载、温度和使用年限。可用容量会随着负载或温度的任何变化而立即变化。但是，这会导致值突然跳跃，基于负载或温度变化。例如，当负载只是从重变轻时，即使没有连接充电器，看到可用容量猛增也会令人困惑。为了缓解这个问题，报告的容量（RemCap REP） 可用于将剩余容量传达给用户界面。报告的容量不会像可用容量那样立即改变。在负载变化时，它的轨迹只是重新瞄准与可用容量轨迹估计的相同的空载时间。

图 1. 可用和报告的剩余容量为设备用户提供了电池寿命的指示。

年龄

电量计中的年龄寄存器是当前满容量与原始设计容量相比的百分比。随着电池使用时间的推移，这通常会趋于下降。

定时器

计时器允许电量计根据 IC 首次连接到电池后的绝对时间来跟踪电池的使用时间。作为学习功能的一部分，一些 Maxim 电量计还会定期将这些信息备份到片上非易失性存储器中。对于其他人，主机系统可以定期保存此信息，并在断电时将其恢复到 IC。

清空时间

当前负载以及假设负载或功率下的空载时间 （TTE） 是另一个有用的参数。在开始高负载会话之前，系统可以查询电量计以查看电池是否可以支持该假设会话成功的预期运行时间。此措施可用于通过阻止高负载会话开始来防止意外崩溃，尤其是在电池电量不足的情况下。相反，系统可以主动采取电源管理措施，仅允许轻负载会话，并且可能还与消费者沟通电池电量太低而无法启用某些高负载功能。

循环

循环寄存器维护电池上发生的充电/放电循环的总数。就像汽车上的里程表一样，它会累积分数周期和整个周期。

周期+年龄预测

Cycle+ Age Forecast 估计了消费者在电池使用寿命期间可以从电池中取出的循环次数。ModelGauge m5 算法监控电池容量随时间的变化，并计算电池容量下降到预定义阈值所需的循环次数。此预测可用于计划及时更换电池，或采取其他电池管理措施，通过动态更改充电配置文件来延长电池寿命。

电池电阻

电阻寄存器包含电池平均内阻的计算值。该寄存器通过在负载下或充电时将开路电压与长时间测量电压进行比较来实现这一点。随着电池使用时间的推移，该值呈上升趋势。

延长运行时间和性能

为了进一步增强用户体验，电量计 IC 可以提供一些主动电池管理功能。例如，许多 Maxim 电量计包含一个称为动态电池电量的功能，该功能通过优化 CPU 性能来实现更好的运行时间。此功能通过限制 CPU 刚好足以防止系统崩溃来实现这一点。例如，在许多单节电池应用中，系统至少需要 3.3V 才能正常运行。通过为动态电池电量配置电量计，可以控制或限制系统负载以保持在电池的能力范围内，并确保在电池处于非常低的状态之前不会超过最低系统电压，此时系统可以优雅地关闭。所以，用户可以获得更长的运行时间，并且可以避免因电池欠压而导致的意外崩溃。如果没有像动态电池供电这样的功能，系统制造商基本上只能选择盲目地降低系统性能，从而冒着客户反弹的风险。

一些 Maxim 电量计还具有可编程的高速电流比较器，可在峰值负载使电池崩溃之前对其进行监测和控制。触发时，这些比较器会向主机系统发送警报，然后主机系统可以采取适当的电源管理措施来降低峰值负载/尖峰。可编程阈值可以设置在电池保护器限值以下，否则会意外触发电池硬关机。这些比较器还可用于确保系统符合电量计提供给主机系统的动态功率建议。

图 2. 使用 MAX17055 电量计 IC，动态功率特性估计放电期间的功率能力。

最终，客户希望获得清晰的电池信息，以及与运行时间和电池寿命相关的潜在性能权衡。借助电量计 IC，您可以向客户提供大量可靠的电池信息。尤其是 Maxim 电量计，提供了多种工具，可延长运行时间，同时实现峰值系统性能，帮助您建立与客户的信任。

审核编辑：郭婷