測量有效電池容量的方法

測量有效電池容量的方法 電動機(jī)保護(hù)器 鋰離子電池管理芯片 bq2050可安裝于電池組或應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部，以提供精確的有效電池容量記錄。利用該器件可以測量電池的電壓、電流、溫度。并可用安時(shí)計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)器來對充電放電電流進(jìn)行積分。而其溫度補(bǔ)償、自放電補(bǔ)償、放電率補(bǔ)償則可用于修正計(jì)數(shù)器。 此外，該芯片還可實(shí)時(shí)更新電池容量信息，從而解決容量損失的估測問題。計(jì)算的 SoC值和剩余容量 C可由 LED直接顯示。bq2050能夠支持與外部處理器（共地系統(tǒng)）的簡單單線雙向串行通訊，它的 5kBHDQ總線接口可減小外部微控制器的通訊負(fù)擔(dān)。 1bq2050的工作原理 bq2050芯片的外部引腳排列，它有多個(gè)寄存器可用于保存估測和實(shí)測的電池參數(shù)和變量，該寄存器也可用于保存識別碼和一些引腳設(shè)置。當(dāng)系統(tǒng)首次與鋰電池連接時(shí)，應(yīng)設(shè)置最大容量、初始 SoC值和電池型號。這些參數(shù)的設(shè)置都會影響到芯片以后的編程和運(yùn)行。 設(shè)計(jì)時(shí)也可選擇自放電補(bǔ)償。電壓閾值 V有2個(gè)： V和 V用于早期報(bào)警，則是電池“空”的參考值。 bq2050在計(jì)算剩余容量時(shí)，有 4個(gè)寄存器非常重要，分別是： NAC（標(biāo)稱有效電量）、 CAC（補(bǔ)償有效容量）、LMD（最新測量的放電量）、 DCR（放電計(jì)數(shù)寄存器）。 bq2050的工作流程。圖中的 4個(gè)寄存器都以 mAh為單位。 NAC和 CAC是容量估計(jì)的實(shí)際結(jié)果。 NAC是一個(gè)庫侖計(jì)數(shù)器，充電時(shí)， NAC寄存器內(nèi)容增加，放電或自放電時(shí)內(nèi)容減少。CAC寄存器可反映兩部分容量：一部分是放電時(shí)容易受影響的容量；另一部分是充電時(shí)已儲存電量所占的容量。 CAC中的值是用 NAC值乘以一個(gè)等于或小于 1的參數(shù)得到的。所以 CAC寄存器中的值總與 NAC寄存器中的值一致或小一些。 參數(shù)（ I或 T）變化時(shí)， CAC隨之實(shí)時(shí)變化。當(dāng)考慮放電效率時(shí)， CAC寄存器中的內(nèi)容比 NAC中的更小。溫度越低，放電電流越大，兩個(gè)寄存器之鋰離子電池管理芯片的應(yīng)用研究及使用設(shè)置方法，并通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的詳盡分析，對 bq2050IC的精確度進(jìn)行了研究。 LMD比 NAC、 CAC寄存器中的值都大。這個(gè)值是電池首次連接到系統(tǒng)時(shí)，充滿電的電量 PFC. PFC寄存器中的值可以由使用者定義。 DCR寄存器用于計(jì)算電量損失，充電時(shí)內(nèi)容減少，放電時(shí)內(nèi)容增加。當(dāng) NAC寄存器充電至其最大值時(shí)， NACLMD， DCR中的值為零。 DCR根據(jù)庫侖計(jì)數(shù)器和自放電情況而增加，即放電時(shí)， NAC中的值大于 0.但有時(shí)也有 NAC已降為零，而電池電壓仍大于 V的情況，此時(shí) DCR會根據(jù)庫侖計(jì)數(shù)器而增加，因?yàn)?NAC為零使自放電率為零。 DCR寄存器的內(nèi)容僅用在“有效放電”時(shí)更新 LMD寄存器。“有效放電”是指放電開始于 NAC LMD，也就是放電是從“滿”電池開始的。 自放電補(bǔ)償是電池管理芯片的一個(gè)重點(diǎn)。自放電是一個(gè)連續(xù)的過程，自放電值率定義為 NAC中的內(nèi)容除以一個(gè)與溫度有關(guān)的參數(shù) f溫時(shí)， f較小，自放電率較高。當(dāng)溫度低于 10 時(shí)， CAC寄存器的值是 NAC寄存器值的 0.9.故可通過溫度調(diào)節(jié)來提高電池效率。 在前一次放電結(jié)束和新一次充電開始以前，NAC和 CAC寄存器都要清零。當(dāng)電池電壓降低至范圍時(shí)，放電結(jié)束標(biāo)志位（ EDV）使能，而此時(shí)電池內(nèi)部仍有剩余電量，所以 NAC和 CAC寄存器沒有同時(shí)置零。而當(dāng)放電率大于 2C時(shí)， EDV不使能，這樣可防止 NAC和 CAC寄存器計(jì)數(shù)過大。 2bq2050IC系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 2.1實(shí)驗(yàn)初始參數(shù)的設(shè)置將包含 bq2050的 PCB板與 CGR17500鋰電池