前言

DFS200 提供用戶測(cè)量電壓，以測(cè)試電池電量的功能。一般電壓的測(cè)量方式因?yàn)樨?fù)載較低，無(wú)法精準(zhǔn)測(cè)量電池電量。然而，DFS200 電池量測(cè)探棒（含負(fù)載）可仿真 AED 啟動(dòng)后加入負(fù)載的情況，使得使用電池電壓來(lái)預(yù)測(cè)電池電量的測(cè)量更加準(zhǔn)確。

 

電池電量

電池的放電曲線并不像人們想象中的那樣，當(dāng)電池電量下降時(shí)，電池電壓成相同的比例下降。實(shí)際上，電池的放電曲線會(huì)有一大段時(shí)間的電壓是相當(dāng)平穩(wěn)且沒(méi)有太大變化的，這個(gè)特性使得電池電壓的高低并不能直接反映出電池電量的多寡。因此，要精準(zhǔn)測(cè)量電池電量就需要使用加負(fù)載的方法來(lái)進(jìn)行。

我們發(fā)現(xiàn)市面上大多數(shù)的 AED 電池都是使用 CR-123 鋰電池，以多組串聯(lián)或者并聯(lián)方式組成。因此，這份應(yīng)用批注將以 CR-123 鋰電池為例，解釋使用 DFS200 電池量測(cè)探棒（含負(fù)載）測(cè)量電池電量的概念。

 

DFS200 測(cè)量 AED 電池電壓和預(yù)測(cè)電量的功能

此段落將介紹 DFS200 的測(cè)量原理和方式，三個(gè)主要測(cè)試環(huán)節(jié)如下：

  1. 依據(jù)電池規(guī)格中的放電曲線，計(jì)算可用的電池電量。

  2. 從 AED 的電池規(guī)格與 AED 保證的電擊次數(shù)，計(jì)算建議的電池安全可用剩余電量。

  3. 巡檢時(shí)，從測(cè)量到 AED 電池的電壓，確認(rèn)電池剩余電量是否在安全可用范圍內(nèi)。

使用 DFS200 搭配電池量測(cè)探棒 (含負(fù)載) 測(cè)量 AED 的電池電壓時(shí)，用戶可在WhaleTeq DFS APP 上得知測(cè)量到的電池電壓值。

 

電池電壓的測(cè)試設(shè)備與測(cè)試步驟

測(cè)試設(shè)備包括 DFS200 主機(jī)、已安裝WhaleTeq DFS APP 的手機(jī)或平板、電池量測(cè)探棒(含負(fù)載)，以及待測(cè)電池 (如圖1所示):

 

圖1: DFS200 測(cè)試設(shè)備和待測(cè)電池

 

測(cè)試步驟:

  1. 開(kāi)啟 DFS200 主機(jī)與 APP，并互相連接。

  2. 確認(rèn) AP P與 DFS200 成功連接。

  3. 點(diǎn)擊 APP上「AED 電池」的圖示，如圖2:

   

圖2: DFS200 APP 上「AED 電池」

 

4. 使用 DFS200 電池量測(cè)探棒 (含負(fù)載) 的探針，測(cè)量待測(cè) AED 電池的正負(fù)極，如圖3所示:

圖3: 測(cè)量待測(cè) AED 電池

 

5. 此時(shí) APP 上顯示測(cè)量到電池的電壓 11.4V，如下圖:

圖4: APP 顯示測(cè)量電池的電壓值

 

電池電壓 vs 電量

依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，單顆 CR-123 電池若電壓低于 2.6V，并繼續(xù)放電時(shí)，會(huì)快速降壓。因此，將電池放電至 2.6V 電壓定義為「截止電壓」，也就是說(shuō)，當(dāng)電池的剩余電量在 2.6V 電壓 (或以下) 時(shí)，不足以驅(qū)動(dòng) AED 放電。因此，在此定義電池在截止電壓時(shí)，電量為 0%。電池在滿電壓 3V 時(shí)，電量為 100%。

這里我們使用 Panasonic CR-123 鋰電池，串/并聯(lián)至 9V/4200mAh。此時(shí)我們將 3顆電池串聯(lián)，而截止電壓變?yōu)?2.6V x 3 = 7.8V，電池剩余電量為 0%。之后我們以定電流 200mA 對(duì)電池進(jìn)行定電流負(fù)載的電壓測(cè)量，得到電池的放電曲線如圖5所示。水平軸為電池電量，垂直軸為電池電壓。在電壓為 9V 時(shí)，定義電量為 100%，當(dāng)電池電壓降為 7.8V 時(shí)，定義電量為 0%。(其他廠牌 CR-123 的放電曲線會(huì)略有不同)

 


圖5: 9V/4200mAh電池放電曲線圖

 

電池電量計(jì)算

不同廠牌的 AED 會(huì)使用不同的電池規(guī)格，為了能夠得到各類電池的電量和電壓變化關(guān)系，我們查詢了市售幾款常見(jiàn)的 AED 廠牌、型號(hào)及其所搭配的電池規(guī)格，整理后如表1所示：

 

表1: 市售幾款常見(jiàn)的 AED 廠牌，型號(hào)及其所搭配的電池規(guī)格


 

下表整理了同樣使用 Panasonic CR-123 鋰電池串/并聯(lián)的各廠牌 AED 電池規(guī)格。我們以同樣的方式定義截止電壓，并定義此時(shí)的電池剩余電量為 0%。之后以定電流 200mA 對(duì)電池進(jìn)行定電流負(fù)載的電壓測(cè)量，得到各電池的電壓 - 電量數(shù)值，如表2所示：(6個(gè)取樣電壓 - 電量點(diǎn))

 

表2: 不同廠牌電池的電壓 - 電量表 


 

AED 電擊所需的安全可用電量建議

依據(jù)表2，巡檢人員在測(cè)量到電池的電壓之后，就可以使用電池電壓 - 電量表來(lái)查詢 AED 電池的剩余電量，并決定待測(cè)電池是否需要更換。以此款 AED 使用 9V/4200mAh 電池為例，其規(guī)格在最大電擊能量 150J 的電擊下，可保證電擊 100次，我們可以合理假設(shè)要能夠電擊 100次，電池所需電量是 100%，也就是在 200mA 負(fù)載下的 9V。

另外，建議電池最小安全可用電量是為了確保待測(cè) AED 在最大電擊能量下 (150J)，電池仍可提供至少電擊 20次所需的電量（建議安全可用電量的門坎依使用者自行定義），20次是 100次的五分之一，因此電池剩余電量必須至少是這里定義的 20%。從表2可以得知，20% 為在 200mA 負(fù)載下的 8.52 V。

其余不同廠牌 AED 電池電擊所需的安全可用電量，皆可從表2得知。

 

結(jié)語(yǔ)

AED 在公共場(chǎng)合中已是不可或que的設(shè)備。若緊急狀況發(fā)生時(shí)，AED 可否使用將影響到人員安全。若我們?cè)谘矙z AED 時(shí)，可搜集到更多關(guān)于 AED 功能正常與否的信息，就可以避免緊急狀況時(shí)，AED 無(wú)法使用所造成的遺憾。

 

注意事項(xiàng)

  1. DFS200 用戶手冊(cè)提供加負(fù)載的電壓電量表，從測(cè)量的電壓可知電池剩余電量。

  2. DFS200 用戶手冊(cè)與應(yīng)用批注所提供的電池信息，均使用 Panasonic CR-123 。

  3. 上述提到的 9V/4200mAh 電池，是以單顆 Panasonic CR-123 進(jìn)行串/并聯(lián)，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的電池規(guī)格。

  4. 所有實(shí)驗(yàn)及實(shí)測(cè)，均使用鯨揚(yáng)科技 DFS200 及 DFS200 電池量測(cè)探棒 (含負(fù)載) 進(jìn)行。

  5. DFS200 電池量測(cè)探棒 (含負(fù)載)，負(fù)載電流設(shè)為 200mA。

  6. 各家廠牌 CR-123 電池的規(guī)格與特性不相同，因此，實(shí)驗(yàn)與計(jì)算的結(jié)果將與上述內(nèi)容略有不同。