保持电池电量计量准确度,即使在寒冷天气条件下也可实现

由于很多因素会影响到电量计IC,预测锂离子电池的剩余电量会很难;气温较低就是其中一个因素。市面上有几种电量计量IC;这些电量计量IC有几个特性,提供寒冷天气下运行时的准确性能,而这正是我将在这篇博文中着重强调的内容。在这篇博文中,我将讨论准确电量计量的某些参数,以及如何微调参数获得最佳性能。应用工程师、电池组工程师,甚至是系统级工程师,在大批量生产前经常会进行这些微调。

一个定制的电池模型

为了获得电量计的最佳性能,你将会须要使用基于闪存的电量计,在这里,你可以完全定制电池模型。对于寒冷温度下的性能,第一步就是始终具有一个定制的电池模型。这个过程会花费数月,并且只能在具有可配置数据闪存的电量计上可用。

散热模型

几乎所有的电量计都有一个散热模型功能,以帮助更加准确地预测电量。与一个电池模型相类似,散热模型用于解决充电或放电期间的电池自发热。简言之,散热模型使用阻抗信息和放电电流来从功率计算中获得温度数据。这个特性使用数据闪存参数进行配置,这些参数的获得是通过在热隔离盒子中执行电池低温放电而计算出来的。通过计算自发热温度,我们可以更加准确地预测电池电量,这是因为温度升高影响电池阻抗,并且将会导致放电期间的电量增加。

要计算散热模型,电量计应用团队将会使用一个bqStudio日志,其中包含了一个到完全放松-放电-放松循坏的充电。当你正在收集这些数据时,放电率需要为C/5至C/3,并且必须严格控制热处理室内的环境温度。电池应该被连接至评估某块 (EVM),并且放置在一个热密封的盒子中,以仿真终端系统的发热情况。

瞬态模型

锂离子电池经常被建模为一个具有恒定电阻的DC源。如果电池已经在足够长的时间内放电,以饱和阻抗的话,这一点是没错的。然而,电阻的完全饱和需要一些时间。

很多德州仪器 (TI) 电量计,诸如bq27542-G1,使用瞬态建模来实现更加准确地提高寒冷和室温下放电准确率。一个最简单的示例就是电池何时被放电。如果你让它休息一会儿,它仍然能够提供几分钟的电量。这是因为电池阻抗在一段时间过后,当我们施加放电电流时,电池阻抗并未完全激活。在温度较低时,电池阻抗很大。当你施加一个电流时,电池阻抗要花费一些时间才能饱和至最后稳定状态阻抗;这表示,你将会有某些剩余电量,直到IR下降强制OCV为系统关断电压。为了在较低温度下更加准确地估计剩余电量,这是我们必须微调的另一个参数。

散热模型、瞬态模型和定制电池模型帮助电量计在不同温度条件下对电荷状态做出准确性高很多的预测。查看电量计的数据闪存设置,以确保放电性能测试时,这些参数的设置是正确的。这些是你在遇到低温性能问题时,比如说SOC过快地跳至零,或者不稳定的SOC运行方式,需要查看的最常见且至关重要的参数。

其它资源: