HAWKER叉车电瓶电池电量计的工作原理是什么？

电池的使用寿命不能仅凭循环次数或使用年限来定义，而很大程度上取决于其使用方式（或不当使用）。随着容量衰减，续航时间会逐渐缩短。智能电池通过读取以往释放的能量来记录这种容量衰减，但这些关键的健康数据大多对用户隐藏。电池依然像一个“黑匣子”，掩盖了重要的性能记录，也模糊了电池何时需要更换的信号。

智能电池的主要任务之一是建立电池、充电器和用户之间的通信。电量指示器通过显示充电状态部分实现了这一功能。当按下完全充满电的SMBus电池上的TEST按钮时，所有信号灯都会亮起。在部分放电的电池上，一半的灯会亮起；而在电量耗尽的电池上，所有灯都保持熄灭状态，或者会出现红灯。图1显示了一个电量为75%的电池的电量指示器，有三个灯在发光。

虽然电池或显示屏上显示的荷电状态（SoC）信息对用户有所帮助，但读数并不能保证实际续航时间。无论电池实际能储存多少电量，充满电后电量计都会重置为100%。

如果一块老化电池的荷电状态显示为100%，而其保电能力已降至50%或更低，这就会造成严重的信任危机。我们会问：“100%的什么？”例如，如果一块好电池的100%电量能续航4小时，那么一块容量减半的电池就只能续航2小时。许多用户并不知道电量计只显示荷电状态；而容量——这一主要的健康指标——却无从得知。

除了进行受控放电外，目前没有可靠的测量“化学电池”容量的方法，但有一种方法可以读取“数字电池”的数据。所谓化学电池，是指通过放电测量得出的电池包实际容量；而数字电池则是一种外围监控电路，它在电池充放电过程中通过库仑计数法估算容量，并将其存储下来，作为现场使用的一部分。

SMBus电池存储了出厂设置的设计容量，默认单位为安时（Ah）或100%。每次充满电时，电池会重置满电标志；放电过程中，库仑计会测量消耗的能量。流入和流出的库仑数可用于估算电池的健康状态，即满电容量（FCC）随着电池的使用和老化，其释放的能量会减少，FCC数值也会随之下降。与通过放电测量得到的容量读数相比，处于深度循环状态的电池的FCC精度约为±5%。定期校准可以提高FCC的精度。

容量也可以通过充电过程中的库仑计数来估算。这种方法在电池电量耗尽时效果最佳。一个容量为100%的电池会接收完整的库仑计数；而一个容量仅为50%的电池在达到满电状态前，只会接收一半的库仑计数。如果不知道开始库仑计数时的剩余荷电状态（SoC），将会影响准确性。荷电状态（SoC）可以通过测量电池的开路电压（OCV）来估算，但由于充放电后的搅动以及温度都会影响开路电压，因此这种方法只能提供一个粗略的近似值。

三态电量指示器

SoC和容量信息可以通过彩色LED在条形显示屏上显示。绿色灯光表示可用容量；电池的空余部分用未点亮的LED标记；不可用部分则用红色LED显示。图2展示了一个三态电量计。结果也可以在数字显示屏上显示。

The tri-state fuel gauge reads the “learned” battery information on the SMBus and displays it on a multi colored LED bar. The illustration shows a partially discharged battery of 50% SoC with 20% empty and 30% unusable.

The tri-state fuel gauge provides state-of-function (SoF), the ultimate in battery diagnostics. Some device manufacturers are hesitant to offer this feature to consumers because this could lead to elevated warranty claims. A replacement only becomes mandatory if the battery capacity drops below 80 percent; keeping the evidence hidden is seen as the least disruptive method. SoF can always be accessed by a service code. SoF works best for industrial uses.

采用电动推进的车辆不显示电量，仅显示剩余续航里程，从而隐藏了电池容量。为了应对会导致续航里程缩短的容量衰减，电动汽车电池在出厂时会设计得容量偏大，并且不会完全充满或放空。只有当电池老化、容量衰减时，充电范围才会逐渐增加。续航里程缩短的情况只有在这一缓冲余量被消耗后才会显现出来。 (见BU-1003：电动汽车)