拆解摩托罗拉Impres智能电池

2n3055

相信任何一个热衷于MOTOROLA电台的HAM都不会对摩托家的Impres智能电池系统感到陌生
其实智能电池这种东西，日常处处皆有，大到电动汽车的动力电池包，小到智能手机，里面都可以见到它的身影
但是到了对讲机这个领域，能把智能电池玩好的，摩托罗拉可不容小觑

搜遍论坛，智能电池的拆解不少，不过几乎都是笔记本的电池
今天就来拆一个MOTOROLA的智能对讲机电池看看

拆解的主角，摩托罗拉PMNN4077C Impress锂离子电池
电压7.4V，容量2150mAh 用于摩托罗拉XIR P8200手持对讲机
这个电池是坏的，表现为充电器闪红灯，拒绝充电




验明正身，可见明显标记的IMPRES标志，表明这是一颗智能电池
当然，也有非智能电池可以用，价钱便宜很多


开拆，摩托的对讲机向来以坚固著称，电池也一样，这还不是防爆电池
又砸又撬半天，终于拆开了


打开外壳，电池内部电路，都集中在折叠起来的柔性电路板上


小心将柔性电路板展开，可见电池芯暴露出来
两节18650的锂电池



柔性电路板的折叠部分，中间有塑料占位器和绝缘纸隔离，防止短路


扣下电池，电池是用这种透明双面胶粘在外壳上的
不知道这是什么胶，非常之粘，奇怪的是，撕下来不仅没有残留，还不破
强度很大


柔性电路板和电池外壳上触点的连接部分


拆下占位器



充电接口和柔性电路板的连接部分


这一部分，主要是接口保护和控制，控制用的MOS管，就用了5个，其中，正极侧2个，负极3个
分别采用AO4410和AO4435，10A+的承受能力，用在这里足够
分别用作放电保护，以及充/放电控制，为什么这么说，是因为Impres电池屁股上面的触点，
不仅仅是充电用，在充电器对电池进行维护的时候，还可以通过这里对电池进行放电
更令人惊奇的是，第一次看见电池里面用共模电感滤波的，一般impres充电器都是开关式充电电路
可能设置在这里用来避免对电池内管理电路造成干扰的
还有几个齐纳二极管组成了数据/温度接口的保护电路，如果说数据接口敏感需要保护情有可原
温度检测接口也加上了保护电路，里面就是一个10K的热敏电阻......相当豪华



继续拆解，焊下柔性线路板，不得不说，摩托一定用了无铅焊锡
焊得非常结实还不好化，十分小心还把线路板拆得如同狗啃


分离后的外壳触点



拆下来的电池芯，是这样的
这是在电池壳内的状态





从这里可以看出，柔性电路板左侧是电池和对讲机接驳的3个触点
中央那个是数据接口，从电路上可以看到电源输出端设置了3个电容
电容右边是另一组保护电路，对数据接口进行保护


测量一下，空载电压7.65V



下面开始拆电池芯，将柔性线路板展开，暴露电池触点
触点左边的那一部分，就是电池的重点了，两个SOP-8封装的集成电路就是智能电池的核心
一个是ROM储存电池ID和信息，另一颗就是智能电池监测器，用来监测电池状态
它通过25mR的采样电阻监测电池的电流，并且每27.5ms对电流进行积分，从而计算出电量
还有一些，是保护电路，负责充放电控制


开动烙铁将其焊下，还好，没有短路




拆下后的电池管理电路



对拆解后的电池进行测试
2节锂电池串联，空载电压7.65V


接了一个灯泡，电流大约1.4A，模拟对讲机发射时的电流，电压掉到了7.36V，似乎内阻有点大了
可能这就是电池故障的原因，电池管理单元检测到电池异常，故让电池报错



拆解工作结束，电路板单元留下待用，电池芯过几天有空上电子负载测测容量
再做处置，其余外壳等闲散物品送入垃圾桶处理



下面，给大家科普一下IMPRES智能电池有什么好
通常情况下，简易判断一个电池有没有电，是靠测量电池两端电压来判断的
最典型的东西就是电动自行车，根据电压高低，设置几个灯亮，电压越高，亮得灯越多，反之，亮得灯越少
这种方式，成本低廉，电路简单，使用可靠，因此，被广泛应用
但是，这个方法最大得缺点，就是：不！精！确！，精度太低太低，根本没法判断电池的实际容量！
为什么会有这样的结果，请看下图

这是镍氢电池放电深度和端电压的曲线，横坐标是放电深度，纵坐标是电池端电压
我们以红框圈出来的1C倍率放电举栗说明

可以看出，镍氢电池，在放电中有电压变化一个很平缓的平台
也就是说，几乎是从15%的放电深度一直放到85%（蓝线区间），电池电压变化很小，从15%的1.2V，到85%的1.1V，仅仅变化了0.1V
而上一层的0.2C小电流放电也是一样，从15%放电到85%，电压变化还不到0.1V
这就讨厌了，如果还按测电压估算容量的话，就没法估计。
如果测出来电压1.2V，请问电池还剩多少容量？15%有可能，85%也有可能
估计大家都有过这样的体验，某个产品如果电池一直显示满电，那可以可劲用
一旦哪怕只掉了一格电，那好，你会发现电池槽会哗哗往下减，很快就没电了
好比你骑电瓶车，标称骑50公里，根本不是1格电10公里，可能5格电能跑40公里
一旦开始掉电，剩下4格连10公里都跑不了

而智能电池的出现就解决了这一问题
现在的手机，笔记本电脑，PAD都采用这样的方式管理电池，不再是说没电就没电了
电池里面集成了一个管家，不再依靠单纯测量电压来判断电池容量
而是通过对电流和时间进行积分，来管理电池容量
平时所说的蓄电池容量，都是以安培小时或毫安小时来说的
这种测试方式就是通过对电流进行积分来计算充/放电的电量，
这才是真正测算电池的电量
举个栗子
比如，一个1000mAh的电池充满了电，我们认为里面存有1000mAh的电量
我们用100mA放电了1小时
于是，电池管理器就会像数钱一样计算，100mA电流，放电了1小时
放出去100mAh的电量，原来有1000mAh，那么电池里还剩下900mAH
于是，打个报告告诉上位机，电池里还有900mAh
充电亦然，就是累加
这样管理，就精确多了，能够实时知道电池里面的情况
当然，就这一点还不够，还需要有支持智能电池的负载和充电器以及强大的管理软件配合
才能把智能电池用到极致

PS:请看后续：华丽的变身，手台电池Impres功能加成记录
https://www.mydigit.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=33518&page=1#pid448274

完，谢谢观赏

台山晨曦

我觉得1.4A电流下，只是从7.6降到7.3，这电池都很正常啊。

geekehuang

楼主动手能力强，柔性电路板让人印象深刻

qrut

看着做工不错，笔记本是库伦电量，手机可不是，到目前为止绝大多数还是检测电压，但是依靠软件上的优秀算法同样达到很高精确度，不是普通电动车或者小电器之类的那种简单比较器电量显示能比的～

ljlun

全是柔性电路板，用料很好
用库伦计的电池确实不多

mhtlov

里面真复杂啊，好东西

lmy2003

就用中间那个触点通讯么？

snowrose2000

这货能换芯儿么？

2n3055

snowrose2000 发表于 2019-5-4 22:01
这货能换芯儿么？

只有ROSE看出来了啊，请看下回分解

sckocn

透明双面胶=3M透明双面胶 非常好用。而且撕开不留痕。

xx6210xx

我擦，真牛B,这帖子可以加精华了吧。
竟然还是北京HAM~~
那个壳子可以留着，不讲究的话弄个国产电池再粘上用啊。

lookball

换电池板子不会锁吧？:lol:

infozx

感谢楼主，智能电池原理讲的很透彻。不过这个柔性板子上的充放电电量记录芯片在哪里呢？好像没看到。

蓝色天气

质量不错

infozx

看到了。
存电池ID等信息的是美信的DS2433的EEPROM，积分计算的那颗丝印查到TI的BQ26150好像不对啊。

无锡百川科技

我有impres电池的信息阅读器。可以看到 序列号 容量等参数。  这里是 BH4TRD 73

台山晨曦

到现在都没说如果换电芯，主板会不会锁

2n3055

无锡百川科技 发表于 2019-7-3 13:04
我有impres电池的信息阅读器。可以看到 序列号 容量等参数。  这里是 BH4TRD 73 ...

听说过这个设备，除了看容量序列号，还可以干什么？

无锡百川科技

2n3055 发表于 2019-7-3 20:30
听说过这个设备，除了看容量序列号，还可以干什么？

软件界面截图如下。 阅读器外壳和皮鞋充一样。

superlancer

我一直对拆锂电池有种畏惧