電池健康度指標(biāo)

評(píng)定電池的健康狀況以下兩個(gè)關(guān)鍵特性可以反映鉛酸電池的健康狀況：（一） 運(yùn)行狀態(tài)（SoH）SoH指示電池可以?xún)?chǔ)存多少電荷充電狀態(tài)指示好比是電池的“燃油表”。計(jì)算SoC的方法有很多，其中最常用的有兩個(gè)：開(kāi)路電壓測(cè)量法和庫(kù)侖測(cè)定法（也稱(chēng)庫(kù)侖計(jì)數(shù)法）。（二） 充電狀態(tài)（SoC）SoC指示電池可以提供多少電荷，用電池額定容量（即新電池的SoC）的百分比表示。（1） 庫(kù)侖測(cè)定法這種方法用庫(kù)侖計(jì)數(shù)求取電流對(duì)時(shí)間的積分，從而確定SoC。利用該方法可以實(shí)時(shí)計(jì)算SoC，即使電池處在負(fù)載條件下。然而，庫(kù)侖測(cè)定法的誤差會(huì)隨著時(shí)間推移而增大。（2） 開(kāi)路電壓（VOC）測(cè)量法電池空載時(shí)的開(kāi)路電壓與其充電狀態(tài)之間成線(xiàn)性關(guān)系。這種計(jì)算方法有兩個(gè)基本限制：一是為了計(jì)算SoC，電池必須開(kāi)路，不連接負(fù)載;二是這種測(cè)量?jī)H在經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的穩(wěn)定期后才精確。這些局限使得VOC方法不適合在線(xiàn)計(jì)算SoC。該方法通常在汽車(chē)維修店中使用，在那里電池被卸下，可以用電壓表測(cè)量電池正負(fù)極之間的電壓。一般是綜合運(yùn)用開(kāi)路電壓和庫(kù)侖計(jì)數(shù)法來(lái)計(jì)算電池的充電狀態(tài)。運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)反映的是電池的一般狀態(tài)，以及其與新電池相比儲(chǔ)存電荷的能力。由于電池本身的性質(zhì)，SoH計(jì)算非常復(fù)雜，依賴(lài)于對(duì)電池化學(xué)成分和環(huán)境的了解。電池的SoH受很多因素的影響，包括充電接受能力、內(nèi)部阻抗、電壓、自放電和溫度。一般認(rèn)為難以在汽車(chē)這樣的環(huán)境中實(shí)時(shí)測(cè)量這些因素。在啟動(dòng)階段（引擎起動(dòng)），電池處在最大負(fù)載下，此時(shí)最能反映電池的SoH。Bosch、Hella等領(lǐng)先汽車(chē)電池傳感器開(kāi)發(fā)商實(shí)際使用的SoC和SoH計(jì)算方法屬于高度機(jī)密，常常還受專(zhuān)利保護(hù)。作為知識(shí)產(chǎn)權(quán)的擁有者，他們通常與Varta和Moll等電池制造商密切合作開(kāi)發(fā)這些算法。圖1所示為電池檢測(cè)常用的分立電路。Vaitsy圖1分立電池檢測(cè)解決方案該電路可以分為三個(gè)部分：（1）微控制器微控制器或MCU主要完成兩個(gè)任務(wù)。第一個(gè)任務(wù)是處理模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的結(jié)果。這項(xiàng)工作可能很簡(jiǎn)單，例如僅執(zhí)行基本濾波;也可能很復(fù)雜，例如計(jì)算SoC和SoH。實(shí)際的功能取決于MCU的處理能力和汽車(chē)制造商的需求。第二個(gè)任務(wù)是將處理過(guò)的數(shù)據(jù)經(jīng)由通信接口發(fā)送到ECU。2）電池檢測(cè)電池電壓通過(guò)一個(gè)直接從電池正極分接出來(lái)的阻性衰減器來(lái)檢測(cè)。為檢測(cè)電流，將一個(gè)檢測(cè)電阻（12V應(yīng)用一般使用ioomQ）放在電池負(fù)極與地之間。在這種配置中，汽車(chē)的金屬底盤(pán)一般為地，檢測(cè)電阻安裝在電池的電流回路中。在其它配置中，電池的負(fù)極是地。對(duì)于SoH計(jì)算，還必須檢測(cè)電池的溫度。（3）通信接口目前，本地互連網(wǎng)絡(luò)（LIN）接口是電池傳感器和ECU之間最常用的通信接口。LIN是廣為人知的CAN協(xié)議的單線(xiàn)、低成本替代方案。

這是電池檢測(cè)最簡(jiǎn)單的配置。然而，大多數(shù)精密電池檢測(cè)算法要求對(duì)電池電壓與電流，或者電池電壓、電流與溫度同時(shí)采樣。為了進(jìn)行同步采樣，最多需要增加兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器。此外，ADC和MCU需要調(diào)節(jié)電源以便正確工作，導(dǎo)致電路復(fù)雜性增加。這已經(jīng)由LIN收發(fā)器制造商通過(guò)集成調(diào)節(jié)電源而得到解決。汽車(chē)精密電池檢測(cè)的下一步發(fā)展是集成ADC、MCU和LIN收發(fā)器，例如ADI公司的ADUC703X系列精密模擬微控制器。ADuC703x提供兩個(gè)或三個(gè)8ksps、16位X-AADC,—個(gè)20.48MHzARM7TDMIMCU，以及一個(gè)集成LINV2.0兼容收發(fā)器。ADuC703x系列片內(nèi)集成低壓差調(diào)節(jié)器，可以直接從鉛酸電池供電。圖2采用集成器件的解決方案示例為了滿(mǎn)足汽車(chē)電池檢測(cè)的需求，前端包括如下器件：一個(gè)電壓衰減器，用于監(jiān)控電池電壓;一