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mAh

电池容量的计量单位

mAh并不是一个能量单位，它需要乘上当前的电压才是真正的能量。一般电池都是1S单电芯，标准电压相同的时候用mAh来比较容量是可行的。但是在电动模型以及电单车等等，多个电芯串联，外观封装成一块电池的情况下，光查看mAh并不能准确比较容量。

概念介绍
mAh：电池容量的计量单位，实际就是电池中可以释放为外部使用的电子的总数。折合物理上的标准的单位就是大家熟悉的库仑。库仑的国际标准单位为电流乘以时间的安培秒：
1mAh=0.001A×3600s=3.6As=3.6库仑
mAh不是标准单位，但是这个单位可以很方便的用于计量和计算。比如一颗900mAh的电池可以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力。要想获得锂离子电池的电量使用的正确情况，只有用库仑计。就像大家家里面的水量计量用的水表的作用原理，要计算流经的电荷的多少才能获得锂离子电池的电量使用情况。
如何得到流经的电荷量呢，就只有通过测试单位时间内回路流经的电流大小。如果测到的电流是恒定不变的，把测到的电流乘于时间就可以简单的得到了电荷量了。这种情况一般只有实验室里面才能发生，通常用一个恒流来放电计算电池的容量，而且测到的容量也比较精确。如果测到的电流是随时间变化的，那么就需要对这个变化的电流进行积分才能得到电荷量，手机上的电池就是这种情况，电流随时都在变化。
电流要如何测到呢?
简单的讲就是通过测量一个特定的电阻两端的电压（单位伏特V或毫伏mV），把电压除于这个电阻的阻值（单位欧姆Ω或毫欧mΩ）就得到即时的电流值（单位是安培A或毫安mA）了。
库仑计
工作原理
手机电池的容量计量，是在电池的保护线路上串联了一个电量计量芯片，其中串联的是一个集成的电阻，电阻值一般是20~30毫欧之间。
其基本原理是，芯片上集成了一个取样电阻，当流过不同电流后产生不同的压差，芯片就对这个电压（实际转换为电流）和时间进行积分，得到用户使用时的正确电量（注意，电量的单位是mAh）。
那么该芯片通过实时积分得到容量以后，把容量（单位是mAh）数据存储在芯片的EEPROM中，并根据手机的需求,通过通讯线传递给手机.那么手机就得到了这块电池的准确容量。
库仑计的芯片，即电量计量芯片是装在手机电池里面的，通常是与锂离子电池的保护线路设计在一起。
在库仑计芯片的存储器里面通常有如下的基本电池信息：
▲电池的初始容量（mAh），即额定容量，一个电池完全充放后得到的容量。
▲电池的当前容量（mAh），处于使用状态时的电池容量。
▲当前流经的电流（mA），即手机的电流损耗。
简单应用
这里就有两种容量显示方式，通过计算把容量mAh转换成可以很好理解的另外一种单位。
1.容量百分比（单位是%）
每个电池都有一个初始容量或称为额定容量。
把当前的电池容量除以额定容量就可以得到当前电池的容量百分比。
一块额定容量为600mAh的电池，如果当前电池容量只有456mAh，手机就显示456/600=76%。
2.待机时间和通话时间（单位是时间：小时h）
手机本身根据自身的待机或通话电流损耗，会相应的内置一个计算公式，见这个容量转换成用户可以理解的待机时间和通话时间。
待机时间的计算公式就是：
电池的当前容量/当前流经的电流=待机时长
通话时间的计算公式就是：
电池的当前容量/通话时平均电流=通话时长
进阶说明
电路
有两种类型的设计电路来获得电池的容量。
一种是A/D模数转换，通常是12位精度，将电压值转换为12位精度的16进制数字后乘于取样的间隔时间。
一种是集成模式，利用RC积分电路来获得电压对时间的积分值。
两者最终得到的都是电池的容量。
容量的归一
电压法那样测一个电压的时间非常短.不需要容量的归一。
由于库仑计的容量获得必须是对时间的积分才能获得.那么要获得该电池的额定容量，就必须对电池进行一次完全的充放才能得到正确的电池容量信息。
在库仑计的使用之初，厂家会赋予库仑计一个电池的初始容量.但是每次使用不可能都是完全用光或完全充饱.所以经常的浅充浅放会积累容量的误差。
所以必须定期对使用库仑计的锂离子电池进行完全充放的操作，使其重新获得正确的电池额定容量。
额定容量调整
锂离子电池的实际容量会随着循环的进行，可用容量会逐渐的衰减.如果库仑计里面保存的初始容量一成不变的话，肯定会导致容量显示的错误。
比如初始容量是600mAh的电池，在100次循环以后，其实际容量已经变成500mAh了，如果在进行容量显示是仍然按照600mAh这个数来计算的话，势必造成电池永远充不饱这个问题。
所以在库仑计的里面还有一个容量对使用次数调整的算法，会根据电池循环次数调整其实际容量。
锂离子电池的容量还会随使用温度的变化得到不同的可用容量。
比如在25度时，电池可以得到几乎100%的可用容量。
而在0度时，电池只能放出80%的可用容量。
如果不对容量进行温度调整的话，势必造成低温环境使用时，明明显示剩余20%的容量，却提前关机这个现象。
所以在库仑计里面还有一个容量对温度调整的算法，会根据电池的实际温度进行可用容量调整。
电池标识码
许多库仑计芯片都顺便集成了一个电池标识码记录区域。
它的作用是给手机电池标一个序列号，这个序列号是保存在芯片里面的,利用与手机的通讯口传递给手机.手机验证这个序列号.如果是正确的就判断为正品电池.如果序列号验证错误，手机就提示是非正品电池甚至拒绝工作。
不要小看库仑计芯片，小小的一个芯片，不但要进行高精度的电量计量，还要进行复杂的运算调整.而且 还要与主机（手机）进行通讯联系。有关库仑计在手机上使用的现象解释。
上面详细的介绍了库仑计芯片本身的工作原理。
但是作为一个面向用户的应用，得到容量（mAh）这个数据是远远不够的.那么如何把容量转换成为待机时间就是手机的软件的工作了。
手机通过通讯，获得如下信息：
▲电池的初始容量（mAh），即额定容量，一个电池完全充放后得到的容量。
▲电池的当前容量（mAh），处于使用状态是的电池容量。
▲当前流经的电流（mA），即手机的电流损耗。
注意，当前流经的电流是个非常没有规律的值.显而易见，许多因素影响了这个电流。
当地的信号强度，会影响手机的待机电流。
手机附加功能，比如蓝牙功能，红外功能会增加或改变待机电流。
手机背光（操作手机时），会大大的增大待机电流。
这些影响因素会导致以下这个待机时间计算公式出现偏差。
▲电池的当前容量/当前流经的电流=待机时长。
如果待机电流稳定不变或变化很小的话，这个待机时间就会起到很好的计算作用。
这就是为什么手机固定放置在一个地方，待机时间很准的原因。
当地信号的好坏也直接的影响手机的待机时间显示。
本来在A地显示180个小时待机的同一个手机拿到B地马上就变成了240个小时待机。这是因为计算公式的分母变化了。
但是待机时间的变化和强烈反差的出现并不是说电池出现了问题，实际其电池的容量还是没有变化的.这个也并不能用来说明是电池不好的原因。
虽然锂离子电池没有记忆效应，不需要专门的放电处理，不需要充饱电池就可以使用，这并不影响锂离子电池的性能发挥。
但是，对于正在使用配备库仑计电池的手机用户，有一点必须强调：
请您定期的对你所用的电池进行一次完全的充放，以便库仑计进行容量调整和归一化的进行.确保库仑计一直工作在最佳状态。
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