mAh

mAh：電池容量的計量單位，實際就是電池中可以釋放為外部使用的電子的總數。摺合物理上的標準的單位就是大家熟悉的庫侖。庫侖的國際標準單位為電流乘以時間的安培秒：

1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6庫侖

mAh不是標準單位，但是這個單位可以很方便的用於計量和計算。比如一顆900mAh的電池可以提供300mA恆流的持續3小時的供電能力。要想獲得鋰離子電池的電量使用的正確情況，只有用庫侖計。就像大家家裡面的水量計量用的水表的作用原理，要計算流經的電荷的多少才能獲得鋰離子電池的電量使用情況。

如何得到流經的電荷量呢，就只有通過測試單位時間內迴路流經的電流大小。如果測到的電流是恆定不變的，把測到的電流乘於時間就可以簡單的得到了電荷量了。這種情況一般只有實驗室裡面才能發生，通常用一個恆流來放電計算電池的容量，而且測到的容量也比較精確。如果測到的電流是隨時間變化的，那麼就需要對這個變化的電流進行積分才能得到電荷量，手機上的電池就是這種情況，電流隨時都在變化。

電流要如何測到呢?

簡單的講就是通過測量一個特定的電阻兩端的電壓（單位伏特V或毫伏mV），把電壓除於這個電阻的阻值（單位歐姆Ω或毫歐mΩ)就得到即時的電流值（單位是安培A或毫安mA）了。

目前手機電池的容量計量（像愛立信手機電池），是在電池的保護線路上串聯了一個電量計量晶元，其中串聯的是一個集成的電阻，電阻值一般是20~30毫歐之間。

其基本原理是，晶元上集成了一個取樣電阻，當流過不同電流后產生不同的壓差，晶元就對這個電壓（實際轉換為電流）和時間進行積分，得到用戶使用時的正確電量（注意，電量的單位是mAh)。

很多晶元可以實現這個功能，TI的，MAXIM的幾個半導體晶元公司均有類似產品出品。電池增加這個晶元后，成本提高，對手機也提出了"通訊"的要求。所以很多手機沒有這個功能。

那麼該晶元通過實時積分得到容量以後，把容量（單位是mAh）數據存儲在晶元的EEPROM中，並根據手機的需求，通過通訊線傳遞給手機。那麼手機就得到了這塊電池的準確容量。

庫侖計的晶元，即電量計量晶元是裝在手機電池裡面的，通常是與鋰離子電池的保護線路設計在一起。

在庫侖計晶元的存儲器裡面通常有如下的基本電池信息：

▲電池的初始容量（mAh），即額定容量，一個電池完全充放后得到的容量。

▲電池的當前容量（mAh），處於使用狀態時的電池容量。

▲當前流經的電流（mA），即手機的電流損耗。

但是一般手機不會顯示容量（比如"還有550mAh"或"剩下345mAh")這麼一個讓用戶不好理解的數值。

這裡就有兩種容量顯示方式，通過計算把容量mAh轉換成可以很好理解的另外一種單位。

1.容量百分比（單位是%)

每個電池都有一個初始容量或稱為額定容量。

把當前的電池容量除以額定容量就可以得到當前電池的容量百分比。

一塊額定容量為600mAh的電池，如果當前電池容量只有456mAh，手機就顯示456/600=76%。

2.待機時間和通話時間（單位是時間：小時h)

手機本身根據自身的待機或通話電流損耗，會相應的內置一個計算公式，見這個容量轉換成用戶可以理解的待機時間和通話時間。

待機時間的計算公式就是：

電池的當前容量/當前流經的電流=待機時長

通話時間的計算公式就是：

電池的當前容量/通話時平均電流=通話時長

有兩種類型的設計電路來獲得電池的容量。

一種是A/D模數轉換，通常是12位精度，將電壓值轉換為12位精度的16進位數字后乘於取樣的間隔時間。

一種是集成模式，利用RC積分電路來獲得電壓對時間的積分值。

兩者最終得到的都是電池的容量。

電壓法那樣測一個電壓的時間非常短。不需要容量的歸一。

由於庫侖計的容量獲得必須是對時間的積分才能獲得。那麼要獲得該電池的額定容量，就必須對電池進行一次完全的充放才能得到正確的電池容量信息。

在庫侖計的使用之初，廠家會賦予庫侖計一個電池的初始容量。但是每次使用不可能都是完全用光或完全充飽。所以經常的淺充淺放會積累容量的誤差。

所以必須定期對使用庫侖計的鋰離子電池進行完全充放的操作，使其重新獲得正確的電池額定容量。

鋰離子電池的實際容量會隨著循環的進行，可用容量會逐漸的衰減。如果庫侖計裡面保存的初始容量一成不變的話，肯定會導致容量顯示的錯誤。

比如初始容量是600mAh的電池，在100次循環以後，其實際容量已經變成500mAh了，如果在進行容量顯示是仍然按照600mAh這個數來計算的話，勢必造成電池永遠充不飽這個問題。

所以在庫侖計的裡面還有一個容量對使用次數調整的演演算法，會根據電池循環次數調整其實際容量。

鋰離子電池的容量還會隨使用溫度的變化得到不同的可用容量。

比如在25度時，電池可以得到幾乎100%的可用容量。

而在0度時，電池只能放出80%的可用容量。

如果不對容量進行溫度調整的話，勢必造成低溫環境使用時，明明顯示剩餘20%的容量，卻提前關機這個現象。

所以在庫侖計裡面還有一個容量對溫度調整的演演算法，會根據電池的實際溫度進行可用容量調整。

許多庫侖計晶元都順便集成了一個電池標識碼記錄區域。

它的作用是給手機電池標一個序列號，這個序列號是保存在晶元裡面的，利用與手機的通訊口傳遞給手機。手機驗證這個序列號。如果是正確的就判斷為正品電池。如果序列號驗證錯誤，手機就提示是非正品電池甚至拒絕工作。

不要小看庫侖計晶元，小小的一個晶元，不但要進行高精度的電量計量，還要進行複雜的運算調整。而且 還要與主機（手機）進行通訊聯繫。有關庫侖計在手機上使用的現象解釋。

上面詳細的介紹了庫侖計晶元本身的工作原理。

但是作為一個面向用戶的應用，得到容量（mAh）這個數據是遠遠不夠的。那麼如何把容量轉換成為待機時間就是手機的軟體的工作了。

注意，當前流經的電流是個非常沒有規律的值。顯而易見，許多因素影響了這個電流。

當地的信號強度，會影響手機的待機電流。

手機附加功能，比如藍牙功能，紅外功能會增加或改變待機電流。

手機背光（操作手機時），會大大的增大待機電流。

這些影響因素會導致以下這個待機時間計算公式出現偏差。

▲電池的當前容量/當前流經的電流=待機時長。

如果待機電流穩定不變或變化很小的話，這個待機時間就會起到很好的計算作用。

這就是為什麼手機固定放置在一個地方，待機時間很準的原因。

當地信號的好壞也直接的影響手機的待機時間顯示。

本來在A地顯示180個小時待機的同一個手機拿到B地馬上就變成了240個小時待機。這是因為計算公式的分母變化了。

但是待機時間的變化和強烈反差的出現並不是說電池出現了問題，實際其電池的容量還是沒有變化的。這個也並不能用來說明是電池不好的原因。

雖然鋰離子電池沒有記憶效應，不需要專門的放電處理，不需要充飽電池就可以使用，這並不影響鋰離子電池的性能發揮。

但是，對於正在使用配備庫侖計電池的手機用戶，有一點必須強調：

請您定期的對你所用的電池進行一次完全的充放，以便庫侖計進行容量調整和歸一化的進行。確保庫侖計一直工作在最佳狀態。