電池模擬和分析軟體是準確預測電池壽命的解決方案。模擬軟體還可深入分析電流消耗，以便改變裝置設計，進而延長電池運作時間。
視覺追蹤電池的充電/放電以確定容量
(承前文)開發物聯網裝置時，必須了解電池可儲存和輸送的能量。電池測試和模擬軟體可以視覺追蹤電池充電和放電情形，以確定容量。軟體必須同時支援定電流(CC)和定電壓(CV)模式，以便為電池充電。使用 CC 模式充電時，電池將達到滿電量，因此軟體需要從 CC 模式，切換為CC和CV組合模式。這種組合是必要的，因為當電池接近峰值電壓或峰值容量時，便無法以相同的速率進行充電。
電池放電時，軟體支援定電流、定電阻和定功率模式也很重要。使用測試和模擬軟體，直接從裝置生成電流消耗曲線。此項功能使電池能輕鬆放電，該放電曲線與實際電流消耗情形極為相近。除非在整個耗電量測試期間一直保持運作，否則很難使用實際裝置模擬這一點來執行電池耗電測試(圖7)。
循環充放電以確定容量衰退/電池壽命下降情況
在充電和放電循環中，電池效能可能會大幅下降。因此，模擬電池循環至關重要。電池測試和模擬軟體是解決此問題的簡單方法，但軟體必須具備資料記錄功能。此外，電池測試和模擬軟體解決方案，必須能夠為電池建立不同的充電和放電特性資料。
它可組合不同的充電和放電序列，以模擬複雜的充電和放電循環特性(圖8)。接著，它們可確認電池效能是如何隨著時間而下降。模擬軟體解決方案是執行此任務的理想之選，因為它們可進行多達 1,000 次的循環操作，以確定電池在序列測試條件下的老化效應和可靠性。
電池測試挑戰重重
電流消耗和電池電量下降測試，讓工程師面臨許多挑戰。手動進行電池充放電極為耗時，但每個電池的特性都略有差異，因此必須在各種不同的充電位準下逐一進行測試。然而，電池參數和充電位準必須相同，才能正確地比較測試結果，但測試實體電池時其實很難達成此目標。此外，裝置充電後可持續使用的時間難以預測，因為廠商宣稱的電池壽命，往往跟真實狀況不符。
使用模擬電池可克服上述這些困難。首先，電池模型可提供良好的已知參考，進而提高測試結果的可信度。此外，工程師可即時變更電池的充電狀態，快速評估設計或軟體變更對電池壽命的影響。這些功能有助於增強設計，以實現更長的電池壽命和更小的電池體積。
軟體解決方案還可使用模擬的裝置電流消耗資料，自動執行電池電量耗盡的操作，以便準確估算電池壽命。相較於使用定電流來耗盡電池電量，此方法更為準確。而且這個自動化流程，比手動耗盡電池電量的流程更輕鬆。
(本文作者為是德科技產品行銷工程師)
模擬軟體提升物聯網電池效能(2)
