如何评估电池的续航时间呢？

为无线水表、智能传感器等新型NB-IoT设备定下一个小目标 —— 10年不换电池！

实现小目标难，准确的测试和评估更不容易

毕竟谁也不可能花费10年的时间

在各种工作场景下进行电池续航时间的测试

电池在现代世界中是我们生活中一个重要的组成部分。毫无疑问，从汽车到手机以及其他所有一切用电设备，我们每个人每天都要使用它。

如何评估电池的续航时间呢？

简单粗暴的估算方式，就是用电池标称的电量，除以平均电流。但这个方法其实不太靠谱。

相信很多人有开车的经历，除了土豪，都会关心汽车的油耗。在99%的情况下，我们的油耗要高于标称理想油耗。这是因为标称油耗有诸多的条件：发动机需要预热、在80km/H匀速的情况下，不能上坡，长安街式的平整路面，没有红绿灯等等、等等。所以，我们正常的油耗高出20-30%是再正常不过的事情。所以，有些厂家有“综合工况” 或“城市路况”的标注油耗参考。

同样，电池在标称电量的时候，电池厂家往往标称的是“理想电量”。就是用一个固定的放电率，如0.5C,0.2C 等放电来测试电量。 但在智能设备、特别是NB-IoT 设备在工作时，脉冲式的耗电方式就像汽车不断急加速、刹车、上坡、下坡， 无情折磨着你的可怜的小电池。

如何相对准备地验证电池在实际工作场景下的工作时间，而且不需要10年的时间？

我们可以仿真一个NB-IoT设备的实际电流工作场景，之后对电池数十倍、甚至数百部的加速测试。

我们来看下面这张图，典型的NB-IoT设备的电流特性。假定在每个周期的唤醒的2.67ms 中，峰值电流可能高达300mA以上，平均电流100mA：

耗电量 = 100mA x 2.67mS = 0.267mAS

在接下来的5秒中的休眠状态，电流稳定在10uA。耗电量 =0.01mA x 5S = 0.05mAS

因此，80% 的电量用在了Active状态，而且峰值高，时间短、功率大， 对电池性能摧残严重。 在休眠状态， 耗电低，电流稳定， 时间长，对电池性能影响小。 所以， 我们更关注一下Active状态的功耗。

为了仿真NB-IoT 电流的实际场景，在实现加速测试，我们构建了以下环境：

第一步

利用NB-IoT的基站模拟器，仿真实际工作场景，再利用N6705+N6781A模块捕获电流工作状态，特别是Active状态的电流波形。

第二步

利用在N6705配套的14585A软件，将电流波形镜像反转，变成N6781A模块的负载工作时的任意波形，即吸收电流的波形。请注意，N6781A是一个双象限电源，既可以做电源，又可以做负载。

▲使用电流电平触发功能，200KSa/s高速采集输出电流，在软件中保存波形

▲波形镜像后，使用Arb功能，将翻转后的电流波形下载到N6705电源中，回放刚才开机瞬间的电流波形

第三步

把负载吸收电流的任意波形进行优化，例如将休眠时间减少到5ms，同时设置N6781A设为负载模式，接上需要验证的电池。利用N6705仿真真实的负载，对电池进行测试。由于休眠状态从5秒降低到 5mS，使整个测试过程加快了1000倍！对于预测10年工作时间的设备来说，一周之内即可完成评估。

电池在我们生活中非常重要，但令人惊讶的是，我们大多数人都不知道如何正确存储和保护它。因此，本文列出了一些充分利用电池的提示和技巧，希望对大家有用。

切勿冰冻电池

将电池放入冰箱可以延长使用寿命是一个常见的神话。我们中有很多人可能记得，将几节电量用尽的5号电池放到冰箱里，就可以让Gameboy游戏机再玩几分钟的时间。

然而，这只是一个神话，实际上还有些危险。温度的变化会对许多电池造成伤害，导致内部的液体膨胀或收缩，损坏电池的密封，进而导致有害物质泄漏。

认识电池的差异及不同用途

两种主要的电池是锂电和碱性电池，了解它们之间的区别有助于充分利用电池。锂电池可以充电，因此广泛用在手机和其他设备中。

这种电池性能很高，设计用于反复充电并缓慢释放能量。市场上也有5号和7号可充电锂电池售卖，并且其对环境污染不大。

碱性电池是市场上最常见的售卖品种，电视机遥控器中最常见的就是这种类型。它们更便宜、更经济，但不能充电，因此更适合低功耗工作或偶尔使用的设备。

适当存放电池

如果想让电池达到最大使用寿命，电池的存储就非常重要。许多企业都由于存储不当，导致电池的潜在使用寿命遭受大量损失。

不拆除电池包装是保持其清洁并远离其他金属物体的好方法——金属物体可能导致电池释放掉部分储存能量。

由于温度波动会降低某些电池的性能，并使之产生有害的泄漏，因此最好将电池存放在室温下并远离热源。

如果储存在室温下，圆柱形碱性电池的保质期大约为五年。圆柱形碳电池可维持两年左右。圆柱形锂电池可以储存10至15年。

电池清洁

电池端子上有腐蚀和污垢，可能会大大降低其传输能量的能力，从而使其效率大大降低。上述情况可用外用酒精和棉签清理，但在使用前要等电池完全干燥。保持电池清洁可以大大延长电池寿命，从而获得最大的回报。

旧电池回收

由于旧电池含有许多有害化学物质，我们不应把它丢入垃圾堆，而应回收利用。许多回收中心都接受电池，甚至可能会为较大电池支付费用。

不乱丢弃电池非常重要，而回收是实现这一目标的好方法。在美国，Earth911网站可以为用户提供附近回收中心的名单。

电池测试

装好电池却发现它电量没了，既令人沮丧又浪费时间。为了避免这种情况发生，应在安装前对新电池进行测试。测试电池需要有一台测试仪，而大多数电池测试仪都很便宜，而且可以在任何硬件商店买到。

在安装电池前，确保电池处于正常工作状态，不仅可以节省时间，还可以节省一些钱。

选用原厂或品牌充电器

锂电池要用专用充电器，并遵照指示说明，否则会损坏电池，甚至发生危险。此外，锂电池有可能产生过度充电。

合格的充电器不会产生过度充电（带过充电保护功能），但低质量充电器有可能产生这一情况，而使电池内部温度升到很高，对锂离子电池和充电器有害，导致运行时间缩短，电池过早失效，甚至导致火灾或爆炸危险。

锂电池的调整期

如果新买的手机电池是锂离子，那么前3~5次充电一般称为调整期，应充14小时以上，以保证充分激活锂离子的活性。

锂离子电池没有记忆效应，但有很强的隋性，应给予充分激活后，才能保证以后的使用能达到最佳效能。

电池出厂前，厂家都进行了激活处理，并进行了预充电。如果按照调整期的时间充电后，待机仍严重不足，这种情况下应延长调整期再进行3~5次完全充放电。

电池自放电及活化处理

手机电池都存在自放电。不用时，镍氢电池每天会按剩余容量的1%左右放电，锂电池每天会按0.2%~0.3%放电。在给电池充电时，尽量使用专用插座，不要将充电器与电视机等家电共用插座。

电池的寿命决定于反复充放电次数，所以应尽量避免电池有余电时充电，这样会缩短电池的寿命。手机关机时间超过7天时，应先将手机电池完全放电，充足电后再使用。

如果手机电池放置太长时间（比如三个月）而未用，最好到手机维修部门申请给电池做一个活化处理。