隨著智能手機(jī)(Smartphone)、平板計(jì)算機(jī)及MID在等手持及便攜式設(shè)備在市場上的大量推廣銷售，再加上各類型的應(yīng)用程序(App)的多樣性及可用性越來越豐富，致使相關(guān)的手持及便攜式設(shè)備的配置越來越豪華，例如更快、更多核的應(yīng)用處理機(jī)，更大的內(nèi)存，更高分辨率的顯示屏、更高級的觸控控制，再加上許許多多為了讓應(yīng)用程序(App)更好用的器件，如衛(wèi)星定位、無線上網(wǎng)/藍(lán)牙、3D陀螺儀及相關(guān)的元器件，讓一個(gè)全計(jì)算機(jī)功能可以在一個(gè)手持或便攜式設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。

相關(guān)于電子及半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，手持及便攜式設(shè)備卻有著體積及重量等的物理性極限。這個(gè)限制最重要的就是給了手持及便攜式設(shè)備的能量儲存設(shè)備，也就是電池的大小及重量加上了限制。當(dāng)然電池電能容量的大小，跟手持及便攜式設(shè)備的續(xù)航力有直接的相關(guān)性，然而這一方面主題的探討，不在此過度的探討。

既然電池電能容量是固定的(當(dāng)然這只是針對固定的一個(gè)時(shí)間而言，隨著長期的使用，電池存在老化的問題;也就是可以使用的電能容量相較于新電池時(shí)來的少)。電量計(jì)存在的目的，就是不管在哪一個(gè)電池使用的時(shí)間點(diǎn)，可以精確的估算出電池剩余電量，更進(jìn)一步的，依據(jù)目前設(shè)備的能耗狀況，估算出剩余可用時(shí)間。從使用者角度來看，假如能更進(jìn)一步的估算出看電影還可以看多長時(shí)間，打電話還可以打多長時(shí)間，甚至于要作視頻會(huì)議還可以講多長時(shí)間，玩游戲可以玩多長時(shí)間等等的時(shí)間估算，可以說是把電量計(jì)的功能提升到最高的境界。

下面我們就最重要的電量計(jì)技術(shù)做進(jìn)一步分析：

電壓查表法來計(jì)算剩余電量

自從手持及便攜式設(shè)備被開發(fā)出來，電池技術(shù)就被廣泛使用在這些裝置上。在實(shí)際運(yùn)用的角度來看，電池剩余電量的精度，一直是使用者要求的重點(diǎn)之一，任何人都不希望看到剩余電料顯示還有30%，可是下一秒鐘或是接一個(gè)電話，或是打開相機(jī)準(zhǔn)備照相，結(jié)果卻是斷電收場。當(dāng)然這種狀況在早期featurephone時(shí)代是經(jīng)常發(fā)生，重要是因?yàn)楫?dāng)時(shí)設(shè)備的功能單純，能耗相對的也較少，一顆滿電的電池芯用個(gè)3~5天都不是問題。所以當(dāng)時(shí)的電量計(jì)的式設(shè)計(jì)很簡單，就是用量測電壓，透過查表、或是簡單的計(jì)算來決定剩余電量。

相關(guān)于智能手機(jī)的時(shí)代，一顆滿電的電池只能用個(gè)一天的狀況，假如電量指示還有30%，下一個(gè)動(dòng)作卻讓設(shè)備直接斷電，恐怕消費(fèi)者都沒法接受。

電壓查表法的優(yōu)點(diǎn)是成本低最低，能耗也很低。缺點(diǎn)是精度也最相對較低，且SOC會(huì)隨著負(fù)載的變化而上下跳動(dòng)，當(dāng)電池老化之后，這種跳變的現(xiàn)象會(huì)更加明顯。

庫侖計(jì)

庫侖計(jì)，顧名思義就是電池電荷的累計(jì)。通過檢流電阻檢測充放電電流，沖進(jìn)去的電量就是電池的容量。總?cè)萘繙p去放出的容量就是電池剩余容量。

此方法實(shí)現(xiàn)相對簡單，且原理容易理解，是目前使用比較多的一種計(jì)算方法，但是，并無法作為真正的電池電量計(jì)算使用。方法最大的問題在于兩點(diǎn)，一是累計(jì)誤差，隨著時(shí)間的推進(jìn)，誤差會(huì)越來越大;二是電池的充入電量和放出電量是不相等的，在不同的負(fù)載、溫度等條件下，容量差別更大，最典型的就是常溫滿電的電池在低溫下只能放出很少的電量。

所以，庫侖計(jì)一般只是作為電量計(jì)算的輔助工具，要配合其他設(shè)備或采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行修正使用。

透過檢測電壓電流及溫度加上算法來計(jì)算剩余電量

這是比較典型的電量計(jì)計(jì)算方法，正常使用條件下通過庫侖計(jì)計(jì)算電量，在特定條件下通過電壓或溫度進(jìn)行補(bǔ)償。對新電池來說可以比較精確的計(jì)算出剩余電量，可是當(dāng)電池老化之后精度就逐步降低，這重要是因?yàn)閹靵鲇?jì)的計(jì)算基礎(chǔ)事先要了解目前電池的總?cè)萘浚僖罁?jù)量測到的當(dāng)前的電壓、電流以及溫度，來計(jì)算用掉的容量之后，估算出剩余電量。可是當(dāng)電池老化之后，隨之而來的就是總?cè)萘孔兩伲@個(gè)時(shí)候假如還是用新電池的總?cè)萘慨?dāng)成計(jì)算的基礎(chǔ)，剩余電量的計(jì)算誤差就會(huì)越來越大。

這個(gè)方式的優(yōu)點(diǎn)是期初精度很高，缺點(diǎn)有：

市場應(yīng)用狀況分析

由于國內(nèi)手持及便攜設(shè)備大體可以分成兩個(gè)部份，一是智能手機(jī)；二是平板計(jì)算機(jī)/MID。針對這兩個(gè)市場的應(yīng)用，目前這兩個(gè)區(qū)塊的重要參考設(shè)計(jì)還是由Ap廠家來供應(yīng)。例如智能手機(jī)的Qualcomm，Broadcom，MTK，nVIdia，Samsung，Hisilicon(海思)等，以及平板計(jì)算機(jī)/MID的全志，炬力，瑞芯微，中星微等。

由于國內(nèi)大部的手持及便攜式設(shè)備廠家在開發(fā)新的產(chǎn)品時(shí)，都必須仰賴Ap廠供應(yīng)技術(shù)支持，所以對原廠的參考設(shè)計(jì)，除了布線之外，對元器件的使用大多不做更動(dòng)。所以只要原廠的參考設(shè)計(jì)用了某一廠家的電量計(jì)，或是如Qualcomm，Broadcom，MTK等用了自己pMIC內(nèi)的庫侖計(jì)，再通過Ap的計(jì)算來實(shí)現(xiàn)電量計(jì)功能。目前在市場上由于蘋果手機(jī)及平板的原始設(shè)計(jì)用的是TI的方法，所以在市場上，TI可以說是在電量計(jì)耕耘最久，市場占有率最大的廠商。其次是由于Samsung大量采用Maxim的電量計(jì)方法，所以Maxim可以說是保有電量計(jì)市場二哥的位置。

其余的無論是把庫侖計(jì)放在pMIC內(nèi)，亦或是如Cellwise的加上自學(xué)習(xí)功能的電量計(jì)，都是最近這兩年進(jìn)到市場的方法。之所以會(huì)有這個(gè)趨勢，最重要的原因是消費(fèi)者開始要求設(shè)備的電量指示的精度。這個(gè)要求反應(yīng)在所有手持及便攜式設(shè)備的操作系統(tǒng)(iOS，Android，Windowsphone)，還有各類的App上。由這個(gè)趨勢也可以清楚的看出，電量計(jì)在手持及便攜式設(shè)備上所扮演的角色也越來越重要了。

結(jié)語

電量計(jì)在手持及便攜式設(shè)備，尤其是智能手機(jī)及平板計(jì)算機(jī)/MID應(yīng)用的重要性隨著Ap廠家把庫侖計(jì)加入pMIC，供應(yīng)電量計(jì)的功能，已經(jīng)被突顯出來了。可是這只是起步，由于電量計(jì)是在手持及便攜式設(shè)備內(nèi)最了解電池的芯片，因此如何透過這個(gè)特點(diǎn)，延長電池的使用壽命，會(huì)是下一個(gè)可以延續(xù)的應(yīng)用。

更進(jìn)一步的是，在手持及便攜式設(shè)備的應(yīng)用中，智能手機(jī)及平板計(jì)算機(jī)/MID只是其中的一環(huán)。鋰離子電池的應(yīng)用必須要有精確電量計(jì)的應(yīng)用，會(huì)隨時(shí)被開發(fā)出來，現(xiàn)在可見的是在消費(fèi)市場上的便攜式移動(dòng)電源就是一個(gè)很好的例子。不具備電量計(jì)的移動(dòng)電源售價(jià)大概都在美金100元以下，可是像Lifetrons銷售的移動(dòng)電源，由于帶有00~99的電量指示，可以將售價(jià)訂在美金240元。這個(gè)差異不代表電量計(jì)的價(jià)格，但卻代表消費(fèi)者心目中電量計(jì)的價(jià)值。