mAh并不是一個能量單位，它需要乘上當(dāng)前的電壓才是真正的能量。一般電池都是1S單電芯，標(biāo)準(zhǔn)電壓相同的時候用mAh來比較容量是可行的。但是在電動模型以及電單車等等，多個電芯串聯(lián)，外觀封裝成一塊電池的情況下，光查看mAh并不能準(zhǔn)確比較容量。
概念介紹
mAh：電池容量的計(jì)量單位，實(shí)際就是電池中可以釋放為外部使用的電子的總數(shù)。折合物理上的標(biāo)準(zhǔn)的單位就是大家熟悉的庫侖。庫侖的國際標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)單位，但是這個單位可以很方便的用于計(jì)量和計(jì)算。比如一顆900mAh的電池可以提供300mA恒流的持續(xù)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(jì)。就像大家家里面的水量計(jì)量用的水表的作用原理，要計(jì)算流經(jīng)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(jīng)的電荷量呢，就只有通過測試單位時間內(nèi)回路流經(jīng)的電流大小。如果測到的電流是恒定不變的，把測到的電流乘于時間就可以簡單的得到了電荷量了。這種情況一般只有實(shí)驗(yàn)室里面才能發(fā)生，通常用一個恒流來放電計(jì)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，那么就需要對這個變化的電流進(jìn)行積分才能得到電荷量，手機(jī)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），把電壓除于這個電阻的阻值（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。
庫侖計(jì)
工作原理
目前手機(jī)電池的容量計(jì)量（像愛立信手機(jī)電池），是在電池的保護(hù)線路上串聯(lián)了一個電量計(jì)量芯片，其中串聯(lián)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，芯片上集成了一個取樣電阻，當(dāng)流過不同電流后產(chǎn)生不同的壓差，芯片就對這個電壓（實(shí)際轉(zhuǎn)換為電流）和時間進(jìn)行積分，得到用戶使用時的正確電量（注意，電量的單位是mAh)。
很多芯片可以實(shí)現(xiàn)這個功能，TI的，美信集成產(chǎn)品的幾個半導(dǎo)體芯片公司均有類似產(chǎn)品出品。電池增加這個芯片后，成本提高，對手機(jī)也提出了"通訊"的要求。所以很多手機(jī)沒有這個功能。
那么該芯片通過實(shí)時積分得到容量以后，把容量（單位是mAh）數(shù)據(jù)存儲在芯片的EEPROM中，并根據(jù)手機(jī)的需求，通過通訊線傳遞給手機(jī)。那么手機(jī)就得到了這塊電池的準(zhǔn)確容量。
庫侖計(jì)的芯片，即電量計(jì)量芯片是裝在手機(jī)電池里面的，通常是與鋰離子電池的保護(hù)線路設(shè)計(jì)在一起。
在庫侖計(jì)芯片的存儲器里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(dāng)前容量（mAh），處于使用狀態(tài)時的電池容量。
▲當(dāng)前流經(jīng)的電流（mA），即手機(jī)的電流損耗。
簡單應(yīng)用
但是一般手機(jī)不會顯示容量（比如"還有550mAh"或"剩下345mAh")這么一個讓用戶不好理解的數(shù)值。
這里就有兩種容量顯示方式，通過計(jì)算把容量mAh轉(zhuǎn)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(dāng)前的電池容量除以額定容量就可以得到當(dāng)前電池的容量百分比。
一塊額定容量為600mAh的電池，如果當(dāng)前電池容量只有456mAh，手機(jī)就顯示456/600=76%。
2.待機(jī)時間和通話時間（單位是時間：小時h)
手機(jī)本身根據(jù)自身的待機(jī)或通話電流損耗，會相應(yīng)的內(nèi)置一個計(jì)算公式，見這個容量轉(zhuǎn)換成用戶可以理解的待機(jī)時間和通話時間。
待機(jī)時間的計(jì)算公式就是：
電池的當(dāng)前容量/當(dāng)前流經(jīng)的電流=待機(jī)時長
通話時間的計(jì)算公式就是：
電池的當(dāng)前容量/通話時平均電流=通話時長
進(jìn)階說明
電路
有兩種類型的設(shè)計(jì)電路來獲得電池的容量。
一種是A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換，通常是12位精度，將電壓值轉(zhuǎn)換為12位精度的16進(jìn)制數(shù)字后乘于取樣的間隔時間。
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。
容量的歸一
電壓法那樣測一個電壓的時間非常短。不需要容量的歸一。
由于庫侖計(jì)的容量獲得必須是對時間的積分才能獲得。那么要獲得該電池的額定容量，就必須對電池進(jìn)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(jì)的使用之初，廠家會賦予庫侖計(jì)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(jīng)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(jì)的鋰離子電池進(jìn)行完全充放的操作，使其重新獲得正確的電池額定容量。
額定容量調(diào)整
鋰離子電池的實(shí)際容量會隨著循環(huán)的進(jìn)行，可用容量會逐漸的衰減。如果庫侖計(jì)里面保存的初始容量一成不變的話，肯定會導(dǎo)致容量顯示的錯誤。
比如初始容量是600mAh的電池，在100次循環(huán)以后，其實(shí)際容量已經(jīng)變成500mAh了，如果在進(jìn)行容量顯示是仍然按照600mAh這個數(shù)來計(jì)算的話，勢必造成電池永遠(yuǎn)充不飽這個問題。
所以在庫侖計(jì)的里面還有一個容量對使用次數(shù)調(diào)整的算法，會根據(jù)電池循環(huán)次數(shù)調(diào)整其實(shí)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(jìn)行溫度調(diào)整的話，勢必造成低溫環(huán)境使用時，明明顯示剩余20%的容量，卻提前關(guān)機(jī)這個現(xiàn)象。
所以在庫侖計(jì)里面還有一個容量對溫度調(diào)整的算法，會根據(jù)電池的實(shí)際溫度進(jìn)行可用容量調(diào)整。
電池標(biāo)識碼
許多庫侖計(jì)芯片都順便集成了一個電池標(biāo)識碼記錄區(qū)域。
它的作用是給手機(jī)電池標(biāo)一個序列號，這個序列號是保存在芯片里面的，利用與手機(jī)的通訊口傳遞給手機(jī)。手機(jī)驗(yàn)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(yàn)證錯誤，手機(jī)就提示是非正品電池甚至拒絕工作。
不要小看庫侖計(jì)芯片，小小的一個芯片，不但要進(jìn)行高精度的電量計(jì)量，還要進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算調(diào)整。而且 還要與主機(jī)（手機(jī)）進(jìn)行通訊聯(lián)系。有關(guān)庫侖計(jì)在手機(jī)上使用的現(xiàn)象解釋。
上面詳細(xì)的介紹了庫侖計(jì)芯片本身的工作原理。
但是作為一個面向用戶的應(yīng)用，得到容量（mAh）這個數(shù)據(jù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。那么如何把容量轉(zhuǎn)換成為待機(jī)時間就是手機(jī)的軟件的工作了。
注意，當(dāng)前流經(jīng)的電流是個非常沒有規(guī)律的值。顯而易見，許多因素影響了這個電流。
當(dāng)?shù)氐男盘枏?qiáng)度，會影響手機(jī)的待機(jī)電流。
手機(jī)附加功能，比如藍(lán)牙功能，紅外功能會增加或改變待機(jī)電流。
手機(jī)背光（操作手機(jī)時），會大大的增大待機(jī)電流。
這些影響因素會導(dǎo)致以下這個待機(jī)時間計(jì)算公式出現(xiàn)偏差。
▲電池的當(dāng)前容量/當(dāng)前流經(jīng)的電流=待機(jī)時長。
如果待機(jī)電流穩(wěn)定不變或變化很小的話，這個待機(jī)時間就會起到很好的計(jì)算作用。
這就是為什么手機(jī)固定放置在一個地方，待機(jī)時間很準(zhǔn)的原因。
當(dāng)?shù)匦盘柕暮脡囊仓苯拥挠绊懯謾C(jī)的待機(jī)時間顯示。
本來在A地顯示180個小時待機(jī)的同一個手機(jī)拿到B地馬上就變成了240個小時待機(jī)。這是因?yàn)橛?jì)算公式的分母變化了。
但是待機(jī)時間的變化和強(qiáng)烈反差的出現(xiàn)并不是說電池出現(xiàn)了問題，實(shí)際其電池的容量還是沒有變化的。這個也并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(yīng)，不需要專門的放電處理，不需要充飽電池就可以使用，這并不影響鋰離子電池的性能發(fā)揮。
但是，對于正在使用配備庫侖計(jì)電池的手機(jī)用戶，有一點(diǎn)必須強(qiáng)調(diào)：
請您定期的對你所用的電池進(jìn)行一次完全的充放，以便庫侖計(jì)進(jìn)行容量調(diào)整和歸一化的進(jìn)行。確保庫侖計(jì)一直工作在最佳狀態(tài)。
參考資料 >