Nordic Semiconductor 基于算法的电池电量计方案，为物联网设备的电池管理提供了行业独有的实现方式。该方案精度高、功耗极低，无需任何额外元器件，更不需要专用芯片。配套工具可简化开发流程，便于在应用程序中集成剩余电量与电池健康状态上报功能。
为何选择 Nordic 的电量计？
- 精准剩余电量
- 电池全生命周期均可保持计量精度
- 超低功耗、低成本，无需额外元器件
- 精准电池健康状态
- 精准追踪电池容量与充放电循环，便于及时更换电池
- 基于云端的设备集群电池管理
介绍
掌握电池剩余电量只是打造可靠产品的一部分。想要真正优化电池供电设备，同样需要了解电池随时间发生的老化变化。Nordic 的电量计与电池健康方案协同工作，可对实时剩余电量以及长期电池健康状态提供精准的数据洞察。
可充电电池 — 电量计与电池健康
Nordic 基于算法的电量计及电池健康方案，利用来自 PMIC 的实时电压、电流、温度数据，结合系统级芯片软件内置的电池模型，精准估算剩余电量与电池健康状态。借助 nPM PowerUP 工具以及评估套件，可通过自动化工作流，为应用选用的电池完成特性分析并生成对应的电池模型。
一次性原电池 — 电量计
Nordic 面向一次性原电池的算法型电量计方案，通过 PMIC 获取实时电压与温度数据，并配合系统级芯片软件内置的电池模型，实现剩余电量的精准估算。nPM PowerUP 工具内置已预配置好的通用电池模型，覆盖各类支持的电池类型。
电量计算法与电池模型仅需占用极少闪存空间，同时也可在第三方微控制器上正常运行。无需专用芯片，也不存在授权费用，仅消耗少量闪存，复用现有的 PMIC 硬件即可。
为何选择 Nordic 的电量计方案？
估算电池剩余电量并非新技术，但想要兼顾高精度、高效率与低成本，往往需要做出取舍。对于现代物联网及消费类设备而言，一套合格的电量计必须同时满足三项要求：高测量精度、超低功耗以及极低的系统成本。在此之前，开发者往往只能三选其二。
Nordic 采用了更巧妙的实现思路。我们这套基于算法的电量计方案将电池模型与 PMIC 的实时数据相结合：针对可充电电池采集电压、电流与温度数据；针对一次性原电池则采集电压与温度数据。算法直接在主控设备上运行，实现多方优势兼顾 —— 精度可媲美高端专用方案，休眠状态下零功耗，且几乎不会产生额外成本。该电量计仅需占用数 KB 闪存空间，无授权费用，在不牺牲电池寿命、设计简洁度与产品成本的前提下，提供精准的电池状态数据。
Nordic 的差异化优势
精度出众
这套基于算法的电量计方案输出可靠、精准的电池数据，避免设备意外关机。对于可充电电池，其全生命周期内的剩余电量计量精度可达 ±3%，与库仑计表现相当；一次性电池的计量精度则取决于电池的化学体系。
超低功耗
该电量计专为超低功耗运行而设计，仅在系统处于工作状态时执行运算，工作电流仅数微安；休眠状态下不会消耗电能，可输出精准的电池数据，延长物联网设备的电池使用寿命并提升设备可靠性。
低成本
这套基于算法的电量计在主控微控制器上运行，利用来自 PMIC 的实时电压、电流和温度数据，无需搭配独立的电量计芯片。可减少元器件数量、简化设计，在不牺牲计量精度与用户体验的同时，降低系统成本。
可充电电池
该电量计方案支持锂离子、锂聚合物以及磷酸铁锂（LiFePO₄）电池。如果您需要使用清单以外的电池类型，可通过申请新增对其他化学体系电池的支持。更多详情，请联系 Nordic 销售团队。
所有高精度电量计量功能都依赖电池特性分析。传统方式需要将电池寄送给 PMIC 厂商完成特性标定。Nordic 通过桌面端应用 nPM PowerUP 简化了该流程，客户可自行对所选可充电电池做特性分析，并轻松将电量计量与电池健康监测功能集成至应用程序，实现更高效、更顺畅的开发流程。
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Technology
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Nordic Fuel Gauge
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Open circuit voltage measuring
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Coloumb counting fuel gauge IC
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+ High accuracy
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+ No additional energy usage
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+ Best accuracy
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+ Ultra-low power consumption
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+ No additional cost added to your bill-of-materials
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+ No current draw at system-off
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+ No added cost to your bill-of-materials
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+ Battery health support
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+ Adapts to battery ageing and over lifetime
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+ Adapts to cell-to-cell variation across production batches
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+ Accurate across the full operating temperature range
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- Needs to be supported by PMIC
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- Very low accuracy
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- Draws current even at system-off to keep coloumb counter running
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- Severly affected by temperature
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- Expensive, adds components to your bill-of-materials (BoM)
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对于部分瑞纳达（Renata）锂离子聚合物电池，Nordic 还提供可直接投入使用的交钥匙电池模型。查看受支持电池完整列表。
一次性原电池
本方案支持 1 串或 2 串配置下任意组合的标准 1.5V 标称电压 AA 或 AAA 碱性电池，同时支持 CR 系列纽扣电池与 LR 系列扣式电池，例如 CR2032、LR44。
如果您需要使用清单以外的电池类型，可申请增加对其他电池型号的支持。更多详情，请联系 Nordic 销售团队。
Nordic 已对多个主流品牌的一次性原电池完成大量测试，并在 nPM PowerUP 工具内为每一种支持的电池类型提供预配置通用电池模型。开发者只需投入少量开发工作，即可在一次性电池应用中便捷使用电量计功能。
为何选择 Nordic 的电池健康状态方案？
Nordic Semiconductor 面向可充电电池的算法型电池健康状态方案，将自适应电池模型与电压、电流、温度的实时采集数据相结合。该模型持续对比电池原始特性曲线与长期实际工作表现，能够精准估算电池健康状态，追踪充放电循环次数以及长期容量衰减情况；即便电池出现老化，也可在产品整个生命周期内维持精准的剩余电量估算。
可充电电池的电池健康状态功能属于电量计方案的一部分，无需专用硬件，也不产生授权费用。该功能依托现有系统硬件运行，仅占用少量闪存，有效降低系统复杂度与成本。
主要特性
容量追踪
电池容量追踪可监测电池相较于全新状态下的实际储能能力，实现精准的电池健康状态研判，便于及时更换电池，延长产品整体使用寿命。
充放电循环计数
统计电池经历的完整充放电循环，同时累计折算部分充放电的电量，帮助清晰掌握电池剩余可用寿命以及性能后续的变化趋势。
电池更换检测
自动电池更换检测可识别新电池的装入，并立即重置电池模型。无需人工设置或重新校准，即可确保从首次使用开始，容量、充放电循环计数以及电池健康状态的监测数据保持准确。
设备集群管理
电量计与电池健康功能可与 Nordic 的云端生命周期服务 —— 由 Memfault 提供技术支持的 nRF Cloud 无缝集成。设备可自动上报剩余电量、电池健康状态以及电池性能指标，无需搭建定制化云端基础设施。工程与运维团队借此能够监控整批设备的电池健康状况、识别异常现象、优化充电参数，并基于真实现场数据迭代优化后续硬件设计。
欧盟指令
随着法规对电池可更换性提出相关要求，电池健康状态相关功能已成为必备能力。Nordic 的电池健康状态方案助力厂商打造更可靠、更具可持续性、使用寿命更长的产品，同时满足陆续出台的电池更换相关强制规定。其中就包括欧盟电池法规 2023/1542，该法规规定：便携式电池 “在产品整个使用寿命周期内，终端用户可随时轻松拆卸并更换电池”。
开发资源
Nordic 的 PMIC 软件与工具旨在简化 Nordic 及非 Nordic 微控制器上的电源管理开发工作。套件提供可直接使用的 Zephyr 驱动与裸机环境驱动、经过量产验证的电量计算法，以及 nPM PowerUP 这类功能强大的评估工具，帮助开发者快速完成 PMIC 的评估、配置与集成，高效实现从初始原型到最终产品的开发流程。
软件与工具汇总页面汇集了基于 PMIC 进行设计所需的全部软件、文档、下载包以及各类开发资源。
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