电池寿命计算

电池寿命计算 版本: 0 關于計算電池壽命問題 第一部分: 摘要 1,Try Me MODEL 要求: 1)裝上電池存放兩年,開机正常; 2) Try Me 500次,能正常開机。 A,待机兩年要求: 電池型號 電池類別 自動關机(休眠)電流 uA AA <50 普通 無特別要求 (Super >50 A,軟件修改; heavy) B,電路修改, 以降低電流 C <200 普通 無特別要求 (Super >200 A,軟件修改; heavy) B,電路修改,以降低電流 B, Try Me 一次耗電量要求(ON----AUTO OFF): Try Me 電池型號 電池類別 Try Me 1次 措施 500次耗電耗電W 量mAh (mAh) <1.6 <800 無特別要求 普通 1.6 ----2.0 800--1000 電路修改,使W<1.6 AA (Super >2.0 >1000 A,減少ON---OFF時間(特別是 heavy) 動態時間); B,電路修改; C,若仍然W>2.0,則用堿性電 池 <7 <3500 無特別要求 普通 7----8 3500--4000 電路修改,使W<7 Page 1 of 7 C (Super >8 >4000 A,減少ON---OFF時間(特別 heavy) 是動態時間); B,電路修改; C,若仍然W>8,則用堿性電池 * 采用以上措施仍不能達到要求,則需采用堿性電池(ALKALINE): Try Me 1Try Me 電池型號 電池類別 措施 次耗電W 500次耗電量 (mAh) (mAh) 2---7.2 1000--3600 無特別要求 堿性 7.2---8 3600--4000 堿性電池,使W<7.2 AA (Alkaline) >8 >4000 A,減少ON---OFF時間(特別 是動態時間); B,電路修改; 8----20 4000--10000 無特別要求 堿性 20---22 10000--11000 電路修改,使W<20 C (Alkaline) >22 >11000 A,減少ON---OFF時間(特別 是動態時間); B,電路修改; * Try Me 耗電量,電池電量計算方法附后. 2,有關MODEL電池(AA)壽命要求: Model 電池壽命 h 估算動態電流靜態時 措施 mA 間要求 40----70 >2/3 普通 20(標准) 無特別要求 <200 >2/3 無特別要求 200----220 >2/3 A,降低特殊构件電流; B,降低馬達机械阻力; 帶馬達 5(暫定) C,減少特殊构件工作占用動態 時間。 220----300 >2/3 A,降低特殊构件電流; B,降低馬達机械阻力; C,減少特殊构件工作占用動態 時間; D,增加“AA,電池數量 >300 >2/3 A,降低特殊构件電流; B,降低馬達机械阻力; C,減少特殊构件工作占用動態 時間; D,增加“AA, 電池數量,或改 用“C,電池 。 <200 >2/3 無特別要求 Page 2 of 7 200----220 >2/3 帶大燈泡 5(暫定) A,降低特殊构件電流; B,減少特殊构件工作占用動態 時間。 220----300 >2/3 A,降低特殊构件電流; B,減少特殊构件工作占用動態 時間。 C,增加 “AA,電池數量。 >300 >2/3 A,降低特殊构件電流; B,減少特殊构件工作占用動態 時間。 C,增加電池數量,或改用“C, 電池。 <180 >2/3 無特別要求 180----200 >2/3 A,降低特殊构件電流; 帶線圈 B,降低線圈机械阻力; 8(暫定) (電磁鐵) C,減少特殊构件工作占用動態 時間。 200----270 >2/3 A,降低特殊构件電流; B,降低線圈机械阻力; C,減少特殊构件工作占用動態 時間。 D,增加“AA, 電池數量。 >270 >2/3 A,降低特殊构件電流; B,降低線圈机械阻力; C,減少特殊构件工作占用動態 時間; D,增加“AA,電池數量。或 改用“C ,電池。 <180 >2/3 帶兩個以8(暫定) 無特別要求 上小燈泡 180----200 >2/3 A,降低特殊构件電流; B,減少特殊构件工作占用動態 時間。 200----270 >2/3 A,降低特殊构件電流; B,減少特殊构件工作占用動態 時間; C,增加“AA, 電池數量。 >270 >2/3 A,降低特殊构件電流; B,減少特殊构件工作占用動態 時間; C,增加“AA,電池數量。或 改用“C ,電池。 Remark:1,動態電流估算,壽命估算詳細內容附后。 2,測詴電池均為堿性(ALKALINE)電池。 Page 3 of 7 第二部分: 具体計算 I TRYME 500次電量計算方法 一,W 測詴計算方法: W為按ON鍵開机至自動關机一 次所耗電量. 即TRYME 一次. W=I1 x t1 + I2 x t2 I1為開机后動態電流(平均), T1 為其時間; I2 為開机后靜態電流, T2為其時間. TRYME 500次:(I1 x t1 + I2 x t2) x 500 二,電池容量測詴計算方法: 1,電池在負載 29.5Kohm (平均電流 50uA)放電曲線近似為直線, 放電至最低 工作電壓1.3V時的時間 為T1 Hours, 則電量 W1= 50uA/1000 x T1 (mAh) 在負載 3.9 Ohm (平均電流 287mA) 放電至最低工作電壓1.3V時,電池放置兩 小時后,電壓又恢复到 1.4V ,所以,考慮恢复時間, 在此負載下以放電至0.9V 的時間 T2 作為電量計算時間, 則電量W2=287 x T2 (mAh) 兩种負載下的電量比例系數 K=W1/W2 實際測算 K=2.09 則可以用負載 3.9 Ohm 下的電量乘以比例系數 K 作為計算該電池的電量。 2,以下是根据以上方法測算的電池電量: P/N 電池型號 電池類別 電池容量 价格HK$ mAh AA 29-00084-002-001 800 0.427 普通(Super heavy duty) AA 29-00084-003-001 3600 1.17 堿性(Alkaline) C 29-00089-003-000 3500 0.842 普通(Super heavy duty) C 29-00089-002-000 10000 3.55 堿性(Alkaline) AAA 29-00087-001-000 400 0.445 普通(Super heavy duty) AAA 29-00087-000-000 1500 0.90 堿性(Alkaline) II 特殊結构MODEL電池壽命估算參考 一,有關特殊构件額定電流: 項目 P/N 額定電流 mA 采用MODEL 100 413/427/414 小燈泡(43-01008-000-000) 300 387 大燈泡(43-01005-000-000) MOTOR(48-00016-001-000) 80 321/387/384/390 210 361/439 電磁鐵 530T (25-01247-000-000) 80 1450T(25-01248-000-000) 二,動態電流 I 估算方法: Page 4 of 7 I = I1 + I2 I1----普通結构MODEL平均動態電流,一般以40----70mA估算 I2----特殊构件估算電流 I2 = Ia * t1/t2 其中 t1 –特殊构件工作時間 t2—動態時間 Ia— 1),特殊构件以持續一段時間工作的方式工作,等于額定電流的90%; 2),特殊构件以斷續的方式工作,如燈泡閃亮式 ,等于額定電流的50% ; 3),多個特殊构件不間斷輪流工作,等于一個該构件額定電流的90%。 Remark: MOTOR視負荷不同,電流可升至額定電流的 1-- 2倍。 三,電池壽命估算及措施: 1,根据測詴壽命用1/3動態+2/3靜態的時間(指滿足>2/3靜態時間的MODEL), 并 考慮電池放電特性,以動態電流的1/2---1/3,對應附二中電池放電至低伏 (一般 1.3 V)的時間,即為估算的電池壽命。 2,當動態電流 (用AA電池時) I < 70mA,可認為壽命過20HOURS; I< 180mA,可認為壽命過8HOURS; I < 200mA,可認為壽命過5HOURS。參見附表一。 REMARK:須滿足靜態時間>2/3。 3,當動態電流 I 小于上述數字 一定范圍(如110%)時,且滿足靜態時間要求,在 功能正常情況下,采用降低特殊构件電流,降低机械阻力,或減少特殊构件 占用動態時間等方法。 4,當動態電流 I 大于上述數字一定范圍(如110--150%)時,采用上述 3 項所用方 法外,可增加一節AA電池,將低伏定為1.2V, 以延長電池使用時間;(對應 8HOURS為<270MA,5HOURS為<300MA) 5,當 I >270MA和300mA 時(分別對應8HOURS和5HOURS),考慮采用“C,電池 如用大燈泡且工作時間較長的MODEL。(有關“C,電池放電參數暫缺) Remark:采用減少特殊构件占用動態時間的方法收效明顯。 附表一,有關MODEL電池壽命標准: MODEL 最大動態電流mA 靜態時間 電池壽命HOURS 70 >2/3 普通 20(標准) 200 >2/3 帶馬達 5(暫定) 180 >2/3 帶線圈 8(暫定) 200 >2/3 帶大燈泡 5(暫定) 180 >2/3 帶2個以上小燈泡 8(暫定) 0 Remark: 1) 滿足最大電流和靜態時間要求,用AA電池可認為通過其后標准。 2) QA壽命測詴方法:用ALKALINE電池,触發最大電流點的按鍵,以 1/3動 態 + 2/3靜態 時間循環触發,至電池降為 低伏(一般為單節電池1.3V)的時 間, 若該MODEL無靜態或靜態時間小于2/3,則在未到自動關机前反复触發. Page 5 of 7 附表二,有關電池連續放電參數: 1,(Energizer AA alkaline battery) For DE-HW 測詴結果: 平均放電電流 (mA) 放電至 1.30 V的時間(時:分) 25 42:20 50 16:30 73 08:09 99 05:04 126 03:07 154 01:55 175 01:49 203 01:30 233 01:01 274 00:43 2,Energizer AA alkaline 電池在不同電阻下的放電曲線(厂家提供): 圖解:如放電電流 140 MA,即0.14A,電池從1.5V放電至1.3V,平均電壓約1.4V, 對應阻抗 1.4V/0.14A=10 Ohm,對應表中1.3V曲線,放電時間約1.9 H. 附表三,几個MODEL壽命(QA測詴) Model 實測動態估算壽命QA實測 靜態 Model描述 h 電流mA 壽命h 時間 414 166 >1.8 3.5 無 7個小燈泡輪流點 亮 361 153 8 10 >2/3 兩電磁鐵驅動兩公仔,三LED 輪流亮 411 122 3.1 3 無 24個LED輪流亮,有瞬時全 亮机會 Page 6 of 7 413 89 20 >20 >2/3 1個小燈泡閃亮 321 64 30 21 >2/3 1偏心輪MOTOR MOUSE(間 歇型),4 LED 387 C 440 3.5 >2/3 1大燈泡(300MA),1MOTOR 驅動轉盤(持續) 268 64 30 28 >2/3 普通 407 42.5 >20 >20 無 (平均動態電流小于40MA) 普通 壽命估算舉例: 1). 80-41300 I1<70 mA 實測 I1=60mA t1/t2=5/9 I2 =50 x 5/9=28mA(小燈泡閃亮) I =88mA 以 I/2估算,壽命大于16.5h。 2). 80-36100 I1<70mA t1/t2=1 I2=(210+80)/2=145mA(兩電磁鐵斷續動作) I =215mA 以I/2---I/3估算,壽命5---8H。 實測電磁鐵工作電流是其額定電流的60%,I2=87MA I=157MA, 以 I/2估算,壽命大于8H。 Page 7 of 7