Степень заряженности аккумулятора (SOC)

Индикатор батареи в процентах показывает степень заряженности — оценку того, какая доля заряда ещё осталась. Самый простой способ её получить — измерить напряжение. Он хорошо работает для литий-ионных ячеек и почти бесполезен в середине разряда LiFePO4.

Обновлено 29 октября 2026 г.Редакция GAW

Степень заряженности (state of charge, SOC) — доля заряда, оставшегося в аккумуляторе, относительно полностью заряженного состояния, в процентах. 100 % — аккумулятор заряжен, 0 % — разряжен до напряжения окончания разряда. Это не то же самое, что ёмкость: ёмкость говорит, сколько помещается, степень заряженности — сколько сейчас есть.

Оценка по напряжению

Самый простой способ — измерить напряжение разомкнутой цепи (OCV) и пересчитать его в проценты по кривой SOC–OCV. TI в записке SLUAAR1 приводит такие кривые для двух химий:

Химия	Форма кривой SOC–OCV	Пригодность для оценки
Li-ion	почти линейная во всём диапазоне	хорошая
LiFePO4	линейная на 85–100 %, на 10–85 % наклон резко меняется	плохая в середине разряда

Напряжение берут без нагрузки или после паузы. Под током к нему добавляется падение на внутреннем сопротивлении, а оно само зависит от заряда: у NiMH Energizer NH15 — 30 мОм у заряженного элемента и 40 мОм у разряженного наполовину.

Степень заряженности и точность зарядника

Форма кривой LiFePO4 у верхней границы полезна в одном: TI отмечает, что при высокой степени заряженности наклон SOC–OCV у LiFePO4 меньше, чем у Li-ion, поэтому небольшая ошибка напряжения заряда мало меняет заряженность при заряде до 100 %. По расчёту TI при точности напряжения заряда ±0,5 % Li-ion недозаряжается до 97,0 % ёмкости, LiFePO4 — до 98,3 %. Но если заряжать LiFePO4 не до конца, а до 80 %, чтобы продлить циклический ресурс, та же погрешность ±0,5 % может стоить до 41,4 % ёмкости: ниже 85 % кривая меняет наклон, и напряжение плохо указывает, где остановиться.

Поэтому в устройствах, где нужен точный процент заряда, напряжение дополняют счётом заряда, протекшего через аккумулятор. Сравнение химий и их напряжений — в статье «Аккумуляторы и батарейки».

Частые вопросы

Можно ли определить заряд аккумулятора по напряжению?

Для Li-ion — приблизительно: по TI SLUAAR1 зависимость степени заряженности от напряжения разомкнутой цепи у него почти линейна. Мерить нужно без нагрузки или после паузы, иначе мешает падение на внутреннем сопротивлении. Для LiFePO4 между 10 и 85 % напряжение почти не меняется, и по нему заряд не оценить.

Чем степень заряженности отличается от ёмкости?

Ёмкость — сколько заряда помещается в полностью заряженный аккумулятор, в мА·ч. Степень заряженности — какая доля этой ёмкости сейчас в нём есть, в процентах. Старый аккумулятор может быть заряжен на 100 %, но его ёмкость уже меньше, чем у нового.

Почему индикатор заряда скачет под нагрузкой?

Под током напряжение аккумулятора падает на внутреннем сопротивлении, и простой индикатор по напряжению принимает это за разряд. У NiMH Energizer NH15 внутреннее сопротивление к тому же растёт с 30 до 40 мОм при разряде наполовину. Поэтому напряжение для оценки заряда берут без нагрузки или фильтруют.

Источники

Texas Instruments. LiFePO4 Design Considerations, SLUAAR1 (July 2023) — разд. 2, рис. 2-2 и 2-3: у Li-ion зависимость SOC от напряжения разомкнутой цепи (OCV) почти линейна, у LiFePO4 линейна примерно на 85–100 % SOC и резко меняет наклон на 10–85 %; табл. 2-1: при точности напряжения заряда ±0,5 % минимальное напряжение 4147 мВ у Li-ion (97,0 % ёмкости) и 3612 мВ у LiFePO4 (98,3 %); при ±2 % у Li-ion может остаться неиспользованной до 13,2 % ёмкости; табл. 2-2: при заряде LiFePO4 до 80 % SOC и точности ±0,5 % теряется до 41,4 %
Energizer. NH15-2300 (HR6) AA NiMH, Product Datasheet (Form No. NH15-2300GL1118) — Internal Resistance: внутреннее сопротивление зависит от степени заряженности — 30 мОм у заряженного элемента и 40 мОм у разряженного наполовину (допуск ±20 %)

Нашли ошибку?