类别:其他 出处:网络整理 发布于:2023-05-18 17:21:49 | 66 次阅读
电池使用寿命对物联网(IoT)基础设施的成本和可靠性有很大影响。消费电子设备的电池使用寿命更是影响消费者购买与否的关键考虑因素。然而在实际情况中,通过计算得出的物联网设备的电池使用寿命往往是不准确的,这对设备制造商来说是一个非常重要的问题。
衡量电池使用寿命的方法之一是用电池容量(以安培小时为单位)除以平均电流消耗(以安培为单位),从而得出电池的运行时间(小时)。然而,在现实世界中,这种计算方法则过于简单了。除了电流消耗不同之外,电池容量也是可以改变的,具体取决于平均放电电流和使用模式。在图1中可以看到,随着碱性电池放电电流的增大,放电容量也发生了相当大的变化。
图1:1,100 mAh的碱性电池,截止电压为0.9 V - 放电容量的变化此外,温度也会影响电池的使用寿命,这是另一个需要考量的关键因素。图2中的曲线显示出了温度究竟如何影响电池容量。
图2:1,000 mAh的锂离子电池,截止电压为3 V - 温度变化4. 执行电池循环充放电测试,以确定电池容量和电池使用寿命的衰减情况。
出于一些原因,对电池进行分析和定性是很重要的。同时也有必要了解在经过一段时间的放电之后,电池可以储存和提供的电量。电池的开路电压(VOC)和内阻(IR)在放电过程中会产生变化。将这些变量绘制出来是非常关键的,这样电池配置文件就能准确地反映电池的实际性能。图3就是此种图表的典型示例。
图3:利用是德科技 BV9210B/11B PathWave BenchVue电池测试和模拟软件创建的电池配置文件利用建模软件创建的配置文件能够反映出特定设备的电流消耗,这比电池供应商提供的通用配置文件更加准确。举例来说,如果电池供应商在被测设备消耗动态电流的情况下,根据恒定电流创建配置文件,那么这份通用配置文件就没有帮助。图4显示的是,将一台设备的电流消耗曲线加载到一个电池分析器中。该软件可以不断地重复这一波形,直到电池完全耗尽。
图4:将设备的电流消耗波形导入Keysight BV9210B/11B PathWave BenchVue电池测试和模拟软件下一个模拟步骤是选择起始SoC和截止电压。将设备连接到模拟器上,开始模拟电池。电池模拟器持续测量电流、充电或放电,并动态地估算模拟的SoC值。模拟器根据SoC值不断改变其输出(电压和电阻),以符合加载的电池配置文件要求。如果模拟器正在放电,当模拟器达到设定的截止电压值时,测试就会结束。
图5:使用BV9210B/11B PathWave BenchVue电池测试和模拟软件进行电池模拟通过迅速模拟不同SoC状态下的电池,可以迅速而深入地了解设备的操作情况。图6显示的是对设备电流消耗状况的分析和洞察。利用这一分析得出的测量结果可以改变物联网设备的设计,从而实现更长的电池续航时间。
图6:使用BV9210B/11B PathWave BenchVue电池测试和模拟软件对脉搏血氧仪医疗物联网设备的电流消耗情况进行分析在电池放电时,软件可以支持恒流、恒电阻和恒功率三种模式的能力也很重要。测试和模拟软件可以用来创建一个直接从设备上生成的电流消耗曲线。这种能力让用户能够轻而易举地对电池进行放电,并且其电流消耗曲线与实际使用过程中的电流消耗曲线高度一致。而直接使用实际的终端设备模拟这个过程、执行电池放电测试是非常困难的,除非该设备能够在整个放电测试过程中保持运行。
图7:利用BV9210B/11B PathWave BenchVue电池测试和模拟软件跟踪电池充电情况,并实现过程的可视化这样才有可能将不同的充电和放电序列结合起来,模拟复杂的充放电循环曲线。然后,工程师就可以确认电池的性能是如何随着时间的迁移而降低的。模拟软件解决方案是这方面的理想选择,因为它们可以实现,例如通过多达一千次的循环操作,确定电池在序列测试模式下的老化效应和可靠性。
图8:利用BV9210B/11B PathWave BenchVue电池测试和模拟软件执行电池循环充放电测试凡本网注明“出处:维库电子市场网”的所有作品,版权均属于维库电子市场网,转载请必须注明维库电子市场网,https://www.dzsc.com,违反者本网将追究相关法律责任。
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