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作者：HywelStar
Hi, 大家好，今天主要分享的内容主要关于电池容量能用多久？本章节一方面基础知识讲解，也为了后续在嵌入式中，用上电量计和电池使用在系统上奠定基础。
对于电池用多久这个话题，在每个人用手机都会有提示当前电量，有了电池电量大概就知道手机还能使用多久，让我深刻有影响的华为手机，在电池快要用光时候倒计时报警！！
今天将要解决的问题如下：
电池容量是如何计算得到的？
电池容量与续航时间的关系？
电池是否有使用寿命，如何保护好电池健康度？
1. 认识基础知识
为了解决这些问题首先认识一些基础知识和基本概念，方便后续分析。
1.1 电池容量的定义
电池容量通常以毫安时（mAh）或瓦时（Wh）为单位，表示电池能够存储的电能量。
毫安时（mAh）: 指电池以1毫安电流放电时，能持续供电的小时数。比如，1000mAh的电池可以以1毫安电流供电1000小时，或者以100毫安电流供电10小时。
瓦时（Wh）: 瓦时是电能的单位，表示电池能够提供的能量。如果我们知道电池的电压和容量（以mAh为单位），就可以计算出瓦时。例如，一个3.7V电池容量为2000mAh，那么其能量约为3.7V × 2000mAh = 7.4Wh。
电池容量这方面，大多数人都接触过充电宝，有1000mAh，也有2000mAh，排除不虚标的问题，就可以直接知道那个容量大一些，所以电容量就有了单位。
1.2 电量计
电量计（Fuel Gauge）是一种用于测量和监控电池充放电状态的工具，通常内置于电池管理系统（BMS）中。它能够实时跟踪电池的电量、充放电电流、电压等参数，并预测电池的剩余使用时间。
电量计这个东西大家都不太陌生，在有电池的地方基本都会有它的存在，它的存在就是为了测量当前的电量。比如目前近几年的电动汽车，我们都希望知道其电池还剩多少电、还能用多久，能跑多少公里，以便我们能放心使用。
1.2.1 电量计的计算
电量计通过结合库仑计数法、电压法、温度补偿、自放电补偿等多种方法来实时监测电池的充放电情况。随着电池使用时间的推移，这些方法可以综合提供一个比较精确的电量预测结果。这就是为什么电量计可以准确估算电池剩余电量的原因。对于电量计的几种算法这里不再做扩展。
1.2.2 电量计芯片选型
电量计芯片选型，在工作中如何选型，选择更适合当前项目的IC，主要有以下考虑：
2. 电池续航计算
2.1 电压法查表法
电压查表法是一种非常直观的方法，类似采用表格形式。如图比如电池容量可以作为一个水杯，多少刻度的水就可以知道是容量的多少，对于电池来说并不是线性，你可以看到途中的Battery 这种形式来衡量电池的电量比。
这种电压法在早期使用手机很多采用这种方式，但是你会发现这样的现象：明明还有30%电，突然间就关机，还有就是之前明明需要充电8小时才能充满，却发现3小时就充满了。
阻抗跟踪法通过实时测量电池的电压和电流，计算电池的内阻（即电池的阻抗）。电池的内阻会随着电池的充电状态、温度、老化等因素变化，因此通过跟踪这些变化，可以更准确地估计电池的状态。【为啥这段后距那么长】
3. 影响续航时间的因素
动态功耗与负载变化：
智能手机：在高性能，比如玩手机，录制视频等情况下，这属于一种高功耗的场景，需要的能量也大。但是在待机情况下，功耗将会大大降低，甚至进入省电模式将会以更低的功耗进行运行。 物联网设备：在物联网情况下，采用电池供电将是一大调整，开发者将设备以更低的功耗下运行，或者添加某些策略让设备进入低功耗模式达到省电目的。
温度：
电池的续航时间与温度具有很大影响，电池内部本身是一种化学反应，锂电池在16℃~25℃是理想情况，但是对于太高和太低都会影响。
4. 电池健康度
电池健康度（Battery Health）是衡量电池性能和使用期限的重要指标。
4.1 电池健康度的定义
定义: 电池健康度通常用来表示电池的实际容量相对于标称容量的百分比。例如，一个健康度为80%的电池，意味着它的实际容量只有原始容量的80%。
如上图是手机上的一个电池信息，其中就包含一个重要的信息，电池健康度，电池健康度当前已经只有79%，等同于这个电池即使充满电也只能到达标定容量的79%，在这个时候需要更换新电池。电池的健康度受到充电频率，放电频率以及环境温度等影响。
4.2 延长电池健康度措施
避免过度充电和放电: 避免电池电量过低时继续使用，也尽量避免长时间将电池保持在100%的充电状态。
控制温度: 尽量在常温环境下使用和存储电池，避免在极端温度下工作。
使用适当的充电器: 使用适合电池规格的充电器，避免过快或过慢充电。
休眠电池维护: 长时间不使用的电池建议在50%左右的电量状态下存储，并定期检查。
5. 总结
本章节主要对电池容量计算相关知识进行一个分享，包括电量计，电池续航的计算，根据不同应用场景使用相关算法，不过目前使用比较多的都是库仑计，阻抗跟踪，还有一些私有的计算方法。另外对于延长电池健康程度考虑到电池避免过度充电和放电，采用合适的充电器，避免过快的充电器。后续将分享电量计，新电池在嵌入式设备开发调试相关内容，记得关注公众号：码思途远！
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