前言

DFS200 提供用戶測量電壓，以測試電池電量的功能。一般電壓的測量方式因為負載較低，無法精準(zhǔn)測量電池電量。然而，DFS200 電池量測探棒（含負載）可仿真 AED 啟動后加入負載的情況，使得使用電池電壓來預(yù)測電池電量的測量更加準(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，電池電壓成相同的比例下降。實際上，電池的放電曲線會有一大段時間的電壓是相當(dāng)平穩(wěn)且沒有太大變化的，這個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)測量電池電量就需要使用加負載的方法來進行。

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 電池量測探棒（含負載）測量電池電量的概念。

 

DFS200 測量 AED 電池電壓和預(yù)測電量的功能

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

  1. 依據(jù)電池規(guī)格中的放電曲線，計算可用的電池電量。

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

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

使用 DFS200 搭配電池量測探棒 (含負載) 測量 AED 的電池電壓時，用戶可在WhaleTeq DFS APP 上得知測量到的電池電壓值。

 

電池電壓的測試設(shè)備與測試步驟

測試設(shè)備包括 DFS200 主機、已安裝WhaleTeq DFS APP 的手機或平板、電池量測探棒(含負載)，以及待測電池 (如圖1所示):

 

圖1: DFS200 測試設(shè)備和待測電池

 

測試步驟:

  1. 開啟 DFS200 主機與 APP，并互相連接。

  2. 確認 AP P與 DFS200 成功連接。

  3. 點擊 APP上「AED 電池」的圖示，如圖2:

   

圖2: DFS200 APP 上「AED 電池」

 

4. 使用 DFS200 電池量測探棒 (含負載) 的探針，測量待測 AED 電池的正負極，如圖3所示:

圖3: 測量待測 AED 電池

 

5. 此時 APP 上顯示測量到電池的電壓 11.4V，如下圖:

圖4: APP 顯示測量電池的電壓值

 

電池電壓 vs 電量

依據(jù)實驗結(jié)果可知，單顆 CR-123 電池若電壓低于 2.6V，并繼續(xù)放電時，會快速降壓。因此，將電池放電至 2.6V 電壓定義為「截止電壓」，也就是說，當(dāng)電池的剩余電量在 2.6V 電壓 (或以下) 時，不足以驅(qū)動 AED 放電。因此，在此定義電池在截止電壓時，電量為 0%。電池在滿電壓 3V 時，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 對電池進行定電流負載的電壓測量，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，定義電量為 100%，當(dāng)電池電壓降為 7.8V 時，定義電量為 0%。(其他廠牌 CR-123 的放電曲線會略有不同)

 


圖5: 9V/4200mAh電池放電曲線圖

 

電池電量計算

不同廠牌的 AED 會使用不同的電池規(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的 AED 廠牌、型號及其所搭配的電池規(guī)格，整理后如表1所示：

 

表1: 市售幾款常見的 AED 廠牌，型號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，并定義此時的電池剩余電量為 0%。之后以定電流 200mA 對電池進行定電流負載的電壓測量，得到各電池的電壓 - 電量數(shù)值，如表2所示：(6個取樣電壓 - 電量點)

 

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，巡檢人員在測量到電池的電壓之后，就可以使用電池電壓 - 電量表來查詢 AED 電池的剩余電量，并決定待測電池是否需要更換。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 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

AED 在公共場合中已是不可或que的設(shè)備。若緊急狀況發(fā)生時，AED 可否使用將影響到人員安全。若我們在巡檢 AED 時，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，AED 無法使用所造成的遺憾。

 

注意事項

  1. DFS200 用戶手冊提供加負載的電壓電量表，從測量的電壓可知電池剩余電量。

  2. DFS200 用戶手冊與應(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 進行串/并聯(lián)，以達到實驗要求的電池規(guī)格。

  4. 所有實驗及實測，均使用鯨揚科技 DFS200 及 DFS200 電池量測探棒 (含負載) 進行。

  5. DFS200 電池量測探棒 (含負載)，負載電流設(shè)為 200mA。

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