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[参考译文] BQ40Z80:SoC 和 RemCap 下降过快、或直接跳过0、并且 FullChgCap 为低电平

Guru**** 2589280 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ40Z80, BQSTUDIO

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1052851/bq40z80-soc-and-remcap-fall-too-fast-or-skip-0-directly-and-fullchgcap-is-low

器件型号:BQ40Z80
主题中讨论的其他器件: BQSTUDIO

大家好、

客户使用 BQ40Z80设计了一个容量为3300mAh 的6串电池 BMS 系统。 SOC 和剩余容量由 BQ40Z80完全计算、MCU 不包括任何补偿或校正。

有关4节电池的 SOC 和剩余容量计算的问题:

 1、初始剩余容量较低(正常情况下约3300、故障电池不足1000)

2. SoC 和剩余容量下降得太快,甚至直接跳到0。

注意:一个器件配有两节电池、因此所有三条曲线如下所示(A 组、B 组、双组)。

云数据如下所示(这些数据直接取自 BQ40Z80的计算结果、不会进行补偿或校正):

将有问题的电池带回实验室进行测试、只有部分电池显示有问题、请按如下方式使用 bqStudio 获取数据:

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/139/_167FF753_440_3575606C2D003575CF91A18BD176A76370656E63_.rar

440B 可以在放电时恢复问题、例如 SOC 和剩余容量下降过快、并且在稍后阶段、满容量会跳至低电平、如下图所示:

还有2个问题:

bqstudio 中显示的 DOD0、DODEOC 和 RawDOD 的单位是什么? 手册中未对其进行说明。

DOD0、DODEOC 和 RawDOD 在放电期间不会变化、这三个值的含义是什么以及它们的功能是什么?

您能帮您研究一下这种情况吗? 谢谢。

此致、

樱桃

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    您好、Cherry、

    这些参数没有单位。  许多 DOD 值只是一个无符号14位寄存器中的数字、其中0表示满电、2^14表示空。

    2. DOD0是放电深度,DODEOC 是充电结束时的放电深度,Raw DOD 与 DOD0非常相似,但它仅基于 chem ID。  

    DOD 参数用于各种 计算、例如 Qmax 更新、设置电池平衡时间等  通常、DOD0更新会在电池在休息期间放松后发生。 这将是4uV/s 标准。 DODEOC 在充电结束时设置、该值将写入 DOD0。 充电后、当监测计退出静置状态时、DOD0也会更新。

    如果他们包含 Qmax 和 DOD 更新的休息时间、这将有所帮助。

    最棒的

    Jessica

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     尊敬的 Jessica:

    感谢您的支持!

    对于下面的问题、客户仍然对以下问题感到困惑、您能解释更多吗?

    [引用 userid="496057" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1052851/bq40z80-soc-and-remcap-fall-too-fast-or-skip-0-directly-and-fullchgcap-is-low ]2.  SoC 和剩余容量下降得太快、甚至直接跳到0。

    客户发现有三个新的问题、旧电池似乎更容易出现这种问题。

    谢谢、此致、

    樱桃

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    尊敬的 Jessica:

    我是否可以知道有任何更新?

    谢谢、此致、

    樱桃

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    在日志文件中、监测计有时会预测负载过弱、因此 FCC 会大幅反弹、这可能是 SOC 意外行为的原因。

    负载电流变化很大、主要在-2600mA、-1600mA、-200mA 之间跳跃、并且通常会在很短的时间内进入充电区(正电流)-但并非总是如此。 因此、监测计可能会使用不充分的负载预测。 对于 FCC 预测、-2600mA 负载和-1600mA 负载之间存在巨大差异、您可以在真正的 FCC 发展过程中看到这一点。 这也会以相当离散的步骤在大约1000mAh 和440mAh 之间进行更改、这告诉我、监测计有时使用更接近-2600mA 的电流、有时使用更接近-1600mA 的电流来预测容量。

    这由负载选择控制。 您的 gg 文件具有默认设置。 7表示负载选择、3表示 快速刻度负载选择。 7使用最大值 之前放电的平均负载、而3使用当前放电期间的平均电流。 它看起来像是在快速刻度区域中使 FCC 稳定(它不会在大约1000mAh 和440mAh 之间跳跃、而是保持在400mAh 左右、这对于这种类型的负载来说看起来更合理。

    关于对电池的依赖性(如果某些电池受到的影响比其他电池大):较旧/较弱/较冷的电池的影响越大 、不良负载预测的影响就越大(因为电池电阻更高、化学容量也较低)。

    -->将负载选择更改为3. 这可以解决问题。

    免责声明:这是基于提供的数据而不是完整的分析(这要求测量仪表在获取日志文件之前的确切状态)。

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    尊敬的:

    感谢您的帮助!  

    对于以上回复 、客户有以下几点:

    很明显、负载变化会导致 FCC 发生变化、但重点是大约1000mAh 到400mAh 的跳跃、客户剂量不同意负载变化会导致 FCC 发生如此巨大的变化。 根据上述理论、如果在恒定负载下进行测试、则在2600mA 下可获得400mAh 的 FCC 电流、在200mA 下可获得1000mAh 的 FCC 电流、但先前的实验数据不支持此结论。 实际上、其应用现场的负载峰值要大得多、可以达到10A 左右、但他们看不到大量的大跨度转换、但只有少数电池会出现这种现象。 这并不能解释为什么两个 AB 样本使用相同的加载程序、一个采样的容量为1000 +、另一个采样的容量为400 +。

    上述数据还驳斥了加载更改导致 TrueFullChgQ 的观点:

    a.虽然 TrueFullChgQ 在440-B-2和440-B-3文件中的加载变化时在1000和400之间跳转,但需要注意的是,TrueFullChgQ 仅在440-B-1文件中的300和500之间跳转;

    b.相同负载的440A 在3次测试中没有跳过。

    您能帮助澄清这一点吗? 非常感谢。

    此致、

    樱桃

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    您好!

    我是否可以知道上述信息是否有任何更新?

    谢谢、此致、

    樱桃

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    FCC = QStart + RM +保留容量。

    QStart = Qmax *(DOD0 - DODatEOC)/16384。

    保留容量= 0mAh。

    DOD0是常数。 Qmax 是恒定的。 DODatEOC 会减少日志文件、这意味着 QStart 会比放电稍高一点。

    因此、唯一能够解释真正 FCC 中巨大波动的术语是 RM。

    RM =从 DOD0开始的放电仿真的结果+通过充电/Qmax、直到仿真电压降至低于终止电压。

    由于 RM 必须显著摆动以解释 FCC 摆幅、因此我们必须在 RM 仿真中检查导致这种情况的原因。

    有三个主要因素会影响这种情况(虽然温度没有显著变化-日志文件显示温度逐渐上升、因此不会导致较大的突然波动):

    负载预测
    2.电池电阻(温度时)
    3、对于大多数化学物质(锂铁磷酸盐除外)和3000mV 终止电压:增量电压(添加到终止电压以解决负载尖峰)、则更少。

    我们在放电过程中无法准确地从提供的文件中了解这三个文件中的任何一个、因此无法判断是什么导致 RM 如此摆动。 Delta 电压在您提供的 gg 文件中达到最大值、因此这可能会降至0、但这本身不会导致大摆幅(对于大多数化学物质)

    电池电阻在放电期间不会摆动太多(由于内置限制)、因此这确实会留下负载预测。

    日志文件不会告诉我们用于预测容量和负载的电量监测计、因此此时将进行推测。 了解正在发生的情况的唯一真正方法是对其进行仿真、但这需要监测计的完整状态、而且这并不重要。 因此、在这一点上、我仍然建议尝试不同的负载选择、 确定的证据是设置用户速率、因为这样测量仪表不会更改负载预测、如果 FCC 停止波动、 那么这证明了测量仪表会使预测的负载变得混乱。

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    尊敬的 Dominlk:

    这是迪伦。 我可以向客户提出一些其他问题吗?

    1. 何时调整 FullChgCap?何时强制其等于 TrueFullChgQ?

    我们发现在 SMB 连接的情况下很难观察到 FullChgCap 的校正、因此该参数的校正是否与 SMB 有关系?

    1. ASOC 的含义? 为什么我们观察到 ASOC 始终低于 RSOC?
    2. 在 ITstatus 中、RX 和 Qmax 的翻转是否对肉眼可见?

    请注意、附件数据中电池的 RDIS 位始终为1。 这是正常的吗?

    1. T_sim 和 T_Ambient 的含义是什么? 更新时间? 它是否与温度模型更新相关? 温度模型的详细说明?

     

    ^表的单位为2 μ V-10欧姆、约为0.97mR。 是正确的吗? 根据手册中的说明、Ra 表中的值是0度的值、那么如何计算25度的电阻、在哪里检查 Rb[DoD] 参数? Temp k 和 Temp A 是否与此相关? 这两个参数究竟用于什么?

     

    6.进入冬季后,我们还发现许多电池的 SOH 较低。 在温暖的实验室中充放电后、SOH 将上升、最大上升可达到约8%。 这是正常的吗? SOH 算法手册介绍较少、是否有更详细的文档? 该 SOH 估算误差和跳转变化将在何时发生

    请注意、RAM 中的 Ra 会持续更新、而闪存中的 Ra 仅在特定点更新。 那么、在计算 RM 或闪存中数据的内插时使用 RAM 中的数据?

    谢谢!

    迪伦

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    您好!Dylan、

    1.何时调整 FullChgCap 以及何时强制其等于 TrueFullChgQ?

    [JH] 这个  很难解释、并且深入探讨了我们的算法实现。 话虽如此、我认为这与问题无关。

    2. ASOC 的含义? 为什么我们观察到 ASOC 始终低于 RSOC?

    [JH] ASOC =绝对充电状态。  它基本上是 RemCap 占设计容量的百分比。

    3. 在 ITstatus 中,RX 和 Qmax 的翻转是否对肉眼可见?

    [JH]我不明白您对这个问题提出了什么要求。 请您澄清一下吗?

    请 注意、附件数据中电池的 RDIS 位始终为1。 这是正常的吗?

    [JH] 不 这意味着电量监测计无法计算电池电阻,因此这是坏的。 这通常是由于 Qmax 不正确或 ChemID 不兼容(或算法未启用)造成的。

    5. T_sim 和 T_Ambient 的含义是什么? 更新时间? 它是否与温度模型更新相关? 温度模型的详细说明?

    [JH] T_sim 是监测计用作上次容量仿真的起始温度的温度。 T_Ambient 是监测计认为产品外空气的温度正确。 您指的是哪个更新时间?

     ^表的单位为2 μ V-10欧姆、约为0.97mR。 是正确的吗? 根据手册中的说明、Ra 表中的值是0度的值、那么如何计算25度的电阻、在哪里检查 Rb[DoD] 参数? Temp_k 和 Temp_A 是否与此相关? 这两个参数究竟用于什么?

    [JH] 它基本上是 mOhm,但由于整数数学计算,从技术上讲它是0.0009765625 Ohm,而 mOhm 是0.001 Ohm。  RA 是25°C 时的电芯电阻、而不是0°。 Rb[DoD]参数是隐藏的、对于 TI 应用团队之外的任何人都不可见。 温度 k 和温度 A 无关、它们 只是描述了电池内部给定功率损耗时如何升温。

    7. 进入冬季后,我们还发现许多电池的 SOH 较低。 在温暖的实验室中充放电后、SOH 将上升、最大上升可达到约8%。 这是正常的吗? SOH 算法手册介绍较少、是否有更详细的文档? 该 SOH 估算误差和跳转变化将在何时发生?

    [JH]  SOH 仅为100*FCC[SOH LOAD@25degC)/DesignCap、是的、这将波动(尤其是当其 FCC[SOH LOAD@25degC]跳转时(主要是 Qmax 和/或 Ra 变化时))。

      请注意、RAM 中的 Ra 会持续更新、而闪存中的 Ra 仅在特定点更新。 那么、在计算 RM 或闪存中数据的内插时使用 RAM 中的数据?

    [JH] 监测计始终使用 RAM 进行计算。 Flash 没有一直更新的原因是为了防止磨损。

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    尊敬的 Jessica:

    我是 提出此问题的客户"Meituan"。 迪伦说,我可以直接回答这个问题,这样我们就可以节省一些时间。

    3. 在 ITstatus 中,RX 和 Qmax 的翻转是否对肉眼可见?

    [JH]我不明白您对这个问题提出了什么要求。 请您澄清一下吗?

    [MT]正如手册所说的:

    "当 Ra 网格点更新时、GaugingStatus ()[RX]标志将会切换。"  

    "Qmax 更新发生时、[Qmax]标志将被切换。"

    但我们没有通过 bqstudio 在放电期间观察到"已切换"、并且我们在 日志文件中没有发现标志值发生更改。

    我猜可能标志切换 速度非常快、因此我们无法捕获它?

    5. T_sim 和 T_Ambient 的含义是什么? 更新时间? 它是否与温度模型更新相关? 温度模型的详细说明?

    [JH] T_sim 是监测计用作上次容量仿真的起始温度的温度。 T_Ambient 是监测计认为产品外空气的温度正确。 您指的是哪个更新时间?

    [mT]   我们发现、在将样本从寒冷环境带到 室温 环境后、T_environment 将保持恒定值为低值一段时间、并且 在这种情况下、TrueChgQ 跳变低的机会看起来会变得更高。 这有道理吗?

     ^表的单位为2 μ V-10欧姆、约为0.97mR。 是正确的吗? 根据手册中的说明、Ra 表中的值是0度的值、那么如何计算25度的电阻、在哪里检查 Rb[DoD] 参数? Temp_k 和 Temp_A 是否与此相关? 这两个参数究竟用于什么?

    [JH] 它基本上是 mOhm,但由于整数数学计算,从技术上讲它是0.0009765625 Ohm,而 mOhm 是0.001 Ohm。  RA 是25°C 时的电芯电阻、而不是0°。 Rb[DoD]参数是隐藏的、对于 TI 应用团队之外的任何人都不可见。 温度 k 和温度 A 无关、它们 只是描述了电池内部给定功率损耗时如何升温。

    [mt]您确定 Ra 是25°C 时的电池 R 吗? 因为 在 SLUA450中、您会说:

    "在存储到数据闪存之前、电阻值会标准化为0°C、原因是 Ra[DoD]=
    R[DoD]/exp (rb[DoD]*T)、其中 R 是给定 DOD 下的测量电阻值。 Rb[DOD]是值
    给定 DOD 下阻抗变化的温度系数、存储为保留的数据闪存表、和
    T 是以°C 为单位的温度 请注意、标准化为0°C 的电阻值略大于值
    室温下、因此无法直接与 R=DV/I 值进行比较。"

    如果 Ra 是25°C 时的电池 R、我们怀疑 IT 算法在我们的样本中不起作用、因为 Ra 值大约为200~300 Ω、 因为理论值可能会烧50。 这是正常的吗?  

    如果 Ra 值不正确、这是否与参数  Prime Relax Time、 Sec 相关。 放松时间、 放松时间、 Dis 放松时间和  

    OCV 等待时间、因为根据 TI 提供的文档、这些参数需要在 UAV 应用上进行修改、例如、Prime Relax Time 的默认值为500s、但 UAV 的最大飞行时间可能仅为3分钟、 这意味着监测计没有机会 实际更新 Ra。

     

    返回至问题:

    根据您的建议、我们已将负载选择从7更改为3、 并在今天的实验中开始新的轮测试。 但 我们发现、TrueChgQ 在从寒冷环境中取出并在室温下站立一段时间后、仍然会跳至明显较低的值(200~300)。 当 T_sim 升高时、它可能会恢复。  看起来问题仍然存在、参数更改使恢复操作在放电期间更容易。 测试正在进行、您 将注意到任何新的更新。

    据我了解 、低温、重负载预测和较大的 Ra 值、所有这三个因素都会影响电容跳变。 使负载从"Max"更改为"Avg"、从而降低算法使用的负载值。 但当温度变低或 Ra 值变大时(将来可能会),

    电容跳转将返回。  

    以下是今日测试的日志文件:

    e2e.ti.com/.../MG_2D00_0100_2D00_1639475658742.rar

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    3. 如果 RDIS = 1 (本主题前面提到的情况),RX 将不会切换,因为监测计已禁用电阻更新。 仅当监测计通过 OCV 测量并通过 Qmax 更新充电后、Qmax 才会发生变化。   由于 Ra 和 Qmax 都不会变化这么快(分钟或小时、而不是秒)、因此标志切换速度不可能很快。

    5. 当温度在主动放电过程中升高时,监测计不会更新 T_Ambient,因为它不知道这是由环境温度升高还是由电池加热引起的。 它在电池加热一侧发生错误、因此会使 T_Ambient 保持恒定。 这将影响它学习 temp_a 和 temp_k 的方式、 如果在放电期间环境温度显著升高、这将是不正确的、因为测量的温度是环境温度上升(监测计认为是恒定的和低的)与电池电阻损耗导致的电池温度上升的组合。

    6.是的,我确定。 我确认了如何在代码中实现它。 OCV 表以0C 为基准、我认为在我们的一些文档中、0C 基准可能也被错误地用于 RA。

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    我们已在样片上开始了新的学习周期。 在最后一个放电步骤开始后、我们发现[VOK]和[RESPON]都已设置。  

      放电开始时不应清除[RESPON]?

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    对于低温度下的电容跳变有什么建议?

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    这在文档中不是很清楚、但是[RESPON]标志实际上会 在张弛开始时被清除、并在获取有效的 OCV 时被置位。  

    对于低温下的容量跳跃、您是否已经使用 我们的 GPCRB 工具执行了 Rb 调整

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    “对于低温下的容量跳跃,您是否已经使用 GPCRB 工具执行了 RB 调整?”

    是的、我们确实做到了。

    注意到我们在开发阶段使用了新电池来获取低温数据、 这些异常电池已在我们的领域中使用了数十个周期。

    我们有一些来自实验室的新信息。

    我们尝试对这些旧电池样本执行新的学习周期、目的是获得精确的 Ra 表、而现在的值似乎存在较大误差。 但过程始终失败、Lstatus 无法从0x05更改为0x06。

    我们注意到:

    1)学习过程中更新的新 Ra 值似乎比以前有更大的误差(甚至几欧姆、这在现实中是不可能的)、这种情况如何发生? 这是学习周期失败的原因吗? 这是否意味着旧电池的特性与新电池的特性大不相同?  

    2) 2)注意到、在学习周期的第二个放电步骤结束时、细胞网格没有得到14、这表示未计算出第13和第14个网格电阻。 学习过程是否需要通过监测计计算全部14个电网电阻?

    这是  学习周期的日志文件和 gg 文件。

    e2e.ti.com/.../LearningCycle_2D00_1639640026093.rar

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    n‘t 请不要忘记电容在低温条件下跳转的情况,它仍然存在。

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    >但过程始终失败,Lstatus 无法从0x05更改为0x06。

     只有在进行初始 Qmax 更新、后续 Ra 更新和另一次 Qmax 更新时、才会发生这种情况。

    正确的学习周期从一个几乎放电、很放松的电池开始、然后充满电。 这将允许监测计学习 Qmax。 理想情况下,所有电网点都有受控放电,这将更新电芯电阻表并将(x)电芯标志标记为0x0555。 后续的张弛操作将再次更新 Qmax、并将(x) Cell 标志更改为0x0055、并将 Update Status 从0x05更改为0x06。  所有 Cell 标志都是0x0555,因此尚未完成。

    随附的.rar 文件仅包含 gg 文件、而不是实际的 IVT 日志。 是否可以为您的新学习周期提供这些培训?  

    >1)学习过程中更新的新 Ra 值似乎比以前有更大的误差(甚至几欧姆、这在现实中是不可能的)、这种误差怎么会发生? 这是学习周期失败的原因吗? 这是否意味着旧电池的特性与新电池的特性大不相同?  

    如果电池明显不同,如果化学成分不兼容,或者电量监测计和电池之间存在额外电阻的电气问题,则可能会发生这种情况。 如果电池电阻较高、则学习周期不会失败。 如果电量监测计计算负电池电阻的化学成分不兼容,但此处不是这样,则它将失败(除其他原因外)。

    >2)注意到,在学习周期的第二个放电步骤结束时,细胞网格没有得到14,即未计算出第13和第14个网格 RES。 学习过程是否需要通过监测计计算全部14个电网电阻?

    这并不理想,但测量仪表不必更新所有网格点 Ra。 测量仪表将使用新的 Ra 与旧 Ra 之比对测量的电网点进行前标、以精确覆盖周期无法测量所有电网点的这种情况。

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    这是第二个放电步骤的日志文件。  

    e2e.ti.com/.../3681.LearningCycle_2D00_1639640026093.rar

    在低温下、电容器跳变有什么新变化?

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    我们尝试了加载选择= 0或3、但 TrueFullChgQ 仍会跳至低电平、尽管 概率似乎有所降低。

    e2e.ti.com/.../LoadSelect_3D00_0or3.rar

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    我们在新电池上执行了新的学习周期,并注意到 Ra 值大约 为~??? m Ω、因为召回电池 Ra 约为100~300 m Ω、这是新电池的4~5 μ s 时间、实际上是不可能的。

         

    我们进行了一项数学运算:基于-4000mA AVG I 和270m Ω Ra、内部 R 产生的差值电压将为4000mA x 270m Ω x 6 = 6.48V、这意味着该电网的实际电压将为18+6.48=24.48V。  

      

    看起来、过的异常 Ra 值是电容跳转的根本原因。 对吗? 如果是、Ra 表如何变得如此大?我们的 IT 参数配置是否有问题?

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    您好!

    对于您在之前的日志文件中发送的脉冲负载、监测计很难准确更新 Ra 表、这可能会对监测产生不利影响。 使用新电池和恒流放电的学习周期将是预期的 Ra 值。 如果具有脉冲负载的较旧电池具有较大的 Ra 值、则可能会导致预期容量发生跳跃。

    此致、

    Wyatt Keller

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    那么、看起来根本原因是有根据的、但我如何解决这个问题呢?  

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    您好!

    您可以尝试将负载选择更改为更激进的方法、如平均电流。 如果 Ra 表学习不正确、这仍然不起作用。

    此致、

    Wyatt Keller