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[参考译文] BQ35100：Panasonic CR123A 电池的 SOH 计算不正确

admin
Guru**** 2535750 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ35100, 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/1132699/bq35100-soh-computation-incorrect-for-panasonic-cr123a-cells

器件型号：BQ35100
主题中讨论的其他器件： BQSTUDIO

我遇到了 bq35100在 SOH 模式下运行监测 Panasonic CR123A 电池(CHEM ID 0x0616)的问题。  

安装新电池并发出新电池命令后、SOH 立即跳至95%、即100%减去我们的 SOH 最大差值5%。 当反复切换 GE 高电平和低电平时、在电池上没有负载时、SOH 每周期递减最大增量、直到达到0%。 工作台测试中的周期长度很短、但当电池是全新的、完全放松的、并且没有从电池中吸取或已经从电池中吸取任何负载时、我不希望需要休息时间来获得准确的读数。

根据一些具有相同问题的类似帖子、我已经尝试将终止电压设置为900mV、尽管这对于我们的应用来说非常不正确。  

配置如下：  
*德州仪器数据闪存文件
*文件创建日期：2022年9月07日10：37：34
*
*器件型号不可用。
*固件版本不可用。
*内部版本号不可用。
*订单号不可用。
*
* bqz 器件编号100
* bqz 固件版本1.02
* bqz 构建号9
*
*字段顺序：类名、子类名、参数名、参数值、显示单位
"校准"、"数据"、" CC 增益"、"99.958"、"m Ω"
"校准"、"数据"、" CC 增量"、"100.000"、"m Ω"
"校准"、"数据"、"CC 偏移"、"-0.42"、"mA"
"校准"、"数据"、"AD I 偏移"、"76"、"num"
"校准"、"数据"、"电路板偏移"、"0"、"计数"
"校准"、"数据"、"内部温度偏移"、"0.0"、"°C"
"校准"、"数据"、"外部温度偏移"、"0.0"、"°C"
"校准"、"数据"、"电池组 V 偏移"、"0"、"mV"
"校准"、"数据"、"VIN 增益"、"269"、"mV"
"校准"、"温度模型"、"内部系数1"、"0"、"数字"
"校准"、"温度模型"、"内部系数2"、"0"、"数字"
"校准"、"温度模型"、"内部系数3"、"-12324"、"数字"
"校准"、"温度模型"、"内部系数4"、"613.1"、"摄氏度"
"校准"、"温度模型"、"内部最小 AD"、"0"、"-"
"校准"、"温度模型"、"内部最大温度"、"6131"、"0.1°K"
"校准"、"温度模型"、"外部系数1"、"20982"、"数字"
"校准"、"温度模型"、"外部系数2"、"-13836"、"数字"
"校准"、"温度模型"、"外部系数3"、"5202"、"数字"
"校准"、"温度模型"、"外部系数4"、"2337"、"数字"
"校准"、"温度模型"、"外部 rc0"、"12909"、"计数"
"校准"、"温度模型"、"Vcomp 系数1"、"0"、"num"
"校准"、"温度模型"、"Vcomp 系数2"、"14902"、"num"
"校准"、"温度模型"、"Vcomp 系数3"、"-623"、"num"
"校准"、"温度模型"、"Vcomp 系数4"、"37"、"num"
"校准"、"温度模型"、"Vcomp 输入乘法器"、"48"、"Num"
"校准"、"温度模型"、"Vcomp 输出分频值"、"256"、"Num"
"校准"、"电流"、"滤波器"、"239"、"数字"
"配置"、"寄存器"、"操作配置 A"、"51"、"十六进制"
"配置"、"寄存器"、"警报配置"、"f3"、"十六进制"
"配置"、"寄存器"、"Clk CTL 寄存器"、"09"、"十六进制"
"配置"、"寄存器"、"电池 ID"、"00"、"十六进制"
"配置"、"电源"、"闪存更新正常电压"、"2800"、"mV"
"配置"、"功率"、"偏移校准抑制温度低"、"5.0"、"°C"
"配置"、"功率"、"偏移校准抑制温度高"、"45.0"、"°C"
"配置"、"数据"、"默认温度"、"298.2"、"K"
"配置"、"数据"、"器件名称"、"bq35100"、"-"
"配置"、"数据"、"数据闪存版本"、"FFF"、"-"
"配置"、"放电"、"OT DSG"、"55.0"、"°C"
"配置"、"放电"、"OT DSG 时间"、"10"、"s"
"配置"、"放电"、"OT DSG 恢复"、"50.0"、"°C"
"配置"、"放电"、"巴特低电压设置阈值"、"2000"、"mV"
"配置"、"放电"、"巴特低电压设置时间"、"10"、"s"
"配置"、"放电"、"巴特低电压清除阈值"、"2100"、"mV"
"配置"、"放电"、"低温设置阈值"、"0"、"0.1°C"
"配置"、"放电"、"低温设置时间"、"10"、"s"
"配置"、"放电"、"低温清零"、"10"、"0.1°C"
"配置"、"放电"、"SOH 低电平"、"10"、"%"
"配置"、"完整性数据"、"静态 Chem DF 校验和"、"6962"、"十六进制"
"配置"、"完整性数据"、"如果校验和"、"4c0b3d70"、"十六进制"
"配置"、"完整性数据"、"重置计数器 WD"、"0"、"Num"
"LTFlash"、"电压"、"一次侧最大值"、"0"、"mV"
"LTFlash"、"电压"、"初级最小值"、"32767"、"mV"
"LTFlash"、"电流"、"最大放电"、"-2000"、"mA"
"LTFlash"、"电流"、"最小放电"、"0"、"mA"
"LTFlash"、"温度"、"最大电池"、"0"、"°C"
"LTFlash"、"温度"、"最小电池"、"20"、"°C"
"LTFlash"、"温度"、"最大电量监测计"、"0"、"°C"
"LTFlash"、"温度"、"最小测量仪表"、"20"、"°C"
"LTFlashDflt"、"电压"、"一次侧最大值"、"0"、"mV"
"LTFlashDflt"、"电压"、"初级最小值"、"32767"、"mV"
"LTFlashDflt"、"电压"、"主增量"、"10"、"mV"
"LTFlashDflt"、"电流"、"最大放电"、"-2000"、"mA"
"LTFlashDflt"、"电流"、"最小放电"、"0"、"mA"
"LTFlashDflt"、"电流"、"电量监测计增量"、"25"、"mA"
"LTFlashDflt"、"温度"、"最大电池"、"0"、"°C"
"LTFlashDflt"、"温度"、"最小电池"、"20"、"°C"
"LTFlashDflt"、"温度"、"电池增量 T"、"1"、"°C"
"LTFlashDflt"、"温度"、"最大电量监测计"、"0"、"°C"
"LTFlashDflt"、"温度"、"最小测量仪表"、"20"、"°C"
"LTFlashDflt"、"温度"、"电量监测计增量 T"、"1"、"°C"
"系统数据"、"制造商数据"、"制造商信息块 A01"、"00"、"十六进制"
"系统数据"、"制造商数据"、"制造商信息块 A02"、"00"、"十六进制"
"系统数据"、"制造商数据"、"制造商信息块 A03"、"00"、"十六进制"
"系统数据"、"制造商数据"、"制造商信息块 A04"、"00"、"十六进制"
"系统数据"、"制造商数据"、"制造商信息块 A05"、"00"、"十六进制"
"系统数据"、"制造商数据"、"制造商信息块 A06"、"00"、"十六进制"
"系统数据"、"制造商数据"、"制造商信息块 A07"、"00"、"十六进制"
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"系统数据"、"制造商数据"、"制造商信息块 A16"、"00"、"十六进制"
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"系统数据"、"制造商数据"、"制造商信息块 A20 "、"00"、"十六进制"
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"系统数据"、"制造商数据"、"制造商信息块 A27"、"00"、"十六进制"
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"系统数据"、"制造商数据"、"制造商信息块 A29"、"00"、"十六进制"
"系统数据"、"制造商数据"、"制造商信息块 A30"、"00"、"十六进制"
"系统数据"、"制造商数据"、"制造商信息块 A31"、"00"、"十六进制"
"系统数据"、"制造商数据"、"制造商信息块 A32"、"00"、"十六进制"
"电量监测"、"设计"、"电池设计容量 mAh"、"1500"、"mAh"
"电量监测"、"设计"、"电池设计电压"、"3000"、"mV"
"电量监测"、"设计"、"电池终止电压"、"900"、"mV"
"电量监测"、"设计"、"电池节数串联"、"3"、"计数"
"电量监测"、"设计"、"最大负载"、"5000"、"mA"
"电量监测"、"设计"、"健康状况"、"95"、"%"
"电量监测"、"设计"、"健康状态最大增量"、"5"、"%"
"ACCU_Table"、"Table0"、"PAGE ACTIVE"、"ff"、"-"
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"RA^"、"Ra0表"、"Ra 0"、"2550"、"2 Ω-10 Ω"
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"EOSData"、"值"、" R Data 秒数"、"15"、"数字"
"EOSData"、"值"、"R 表比例"、"-1"、"Num"
"EOSData"、"值"、"新电池 R 刻度延迟"、"2"、"Num"
"EOSData"、"值"、"R 表比例更新标志"、"ff"、"十六进制"
"EOSData"、"值"、"R SHORT TREND 筛选器"、"251"、"数字"
"EOSData"、"值"、"R Long Trend Filter"、"253"、"Num"
"EOSData"、"值"、"EOS 趋势检测%"、"20"、"Num"
"EOSData"、"值"、"EOS 检测脉冲计数 Thrshd"、"120"、"Num"
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"EOSData"、"值"、"长趋势平均值"、"0"、"Num"
"EOSData"、"值"、"EOS 趋势检测脉冲计数"、"0"、"Num"
"EOSData"、"值"、"EOS 未检测到标志"、"ff"、"十六进制"
"EOSData"、"值"、"EOS SOH 平滑启动电压"、"2800"、"mV"
"EOSData"、"值"、"EOS SOH 平滑裕度"、"128"、"数字"
"EOSData"、"值"、"EOS Relax V Hi Max Counts"、"10"、"Num"
"安全性"、"代码"、"自动键3 MSB"、"0123"、"十六进制"
"安全性"、"代码"、"自动键3 LSB "、"4567"、"十六进制"
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"安全性"、"代码"、"自动密钥2 LSB "、"cdef"、"十六进制"
"安全性"、"代码"、"自动密钥1 MSB"、"编码"、"十六进制"
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"安全"、"代码"、"解封步骤2"、"3672"、"十六进制"
"安全"、"代码"、"全密封步骤1"、"FFF"、"十六进制"
"安全性"、"代码"、"完全密封步骤2"、"FFF"、"十六进制"

  • 0
    TI__Guru**** 2535750 points
    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。

    这是3节电池设计？ 请分享您的电池与监测计(BAT、VIN、Regin)的连接方式。

  • 0
    TI__Guru**** 2535750 points
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    正确、这是一个3节串联的 CR123A 电池组。 我们将使用 BQ35100评估板进行此测试、并使用稍作修改的外部分压器向 VIN 提供电池组电压信号。 Regin 由外部台式3.3V 电源提供。  

    VIN 电路 如下所示：  

    该电路的其余部分是默认 的 bq35100evm 评估板电路。  
     

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    TI__Guru**** 2535750 points
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    最大负载参数对于此应用是否现实？ CR123A 电池的标称容量为1550mAh、但最大负载设置为5000mA。 因此、这是3.2C、这将导致内部电池电阻上的压降过大。

    从 TRM："StateOfHealth()表达式可以简化为"DoD at Termination"–"Present DoD"的简单表达式。"

    这里的问题是 DoD AT Termination。

    根据 TRM："DoD AT Termination"是通过找到 MaxLoad 导致电池电压达到终止电压阈值的 DoD 来确定的。"

    如果将最大负载设置为5000mA、则监测计将计算端接处的 DoD、该 DoD 非常低、可能 与当前的 DoD 一样低、因此 SOH 将减小至0%。 由于限制(SOH 最大增量)、每次让监测计计算 SOH 时、这将下降5%、直到达到0%。

  • 0
    TI__Guru**** 2535750 points
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     它被夸大了、但我们应用的典型峰值瞬时脉冲负载为~5A、脉冲期间的平均电流为1-2.5A。 脉冲持续时间为15至30秒、确实会导致明显的压降。  

    在应用中、我们不会在这些条件下启用 bq35100、因为我们不希望它能够正确处理高脉冲负载、 我们还可以通过其他方法来跟踪容量使用情况、以确保电池具有足够的容量来继续支持我们的脉冲负载。  

    我将重新配置 maxload 参数、使其与我们的典型基线非脉冲负载条件更接近、大约为100mA 至200mA、然后重新测试。  

  • 0
    TI__Guru**** 2535750 points
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    我已将 MaxLoad 更新为250mA、并且行为不变。  

  • 0
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    要缩小此范围、请将 MaxLoad 设置为1mA (仅用于测试)。

    监测计是否报告3芯串联配置的正确电压？ 您是否按照 EVM 用户指南中的说明进行了正确的校准？

  • 0
    TI__Guru**** 2535750 points
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    通过 bqStudio 执行电压校准后、报告的监测计电压和温度正确。 当最大负载设置为1mA 时、发出新电池命令后报告的 SOH 为100%、并且在切换电量监测计启用数次后保持不变。  

  • 0
    TI__Guru**** 2535750 points
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    我能够将 MaxLoad 参数增大到~120mA、此时新安装的 CR123A 电池的电量监测计稳定在80% SOH。 在150mA 时、它一直递减到0。  

  • 0
    TI__Guru**** 2535750 points
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    您如何选择 ChemID？

  • 0
    TI__Guru**** 2535750 points
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    不用担心、我们的数据库中的这个单元格是616。 如果阻抗曲线有问题、请让我咨询我们的化验师。

    最大负载设置下 SOH 减小的原因是电池电阻相当高(Ra 表)。

  • 0
    TI__Guru**** 2535750 points
    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。

    好的、谢谢。  

  • 0
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    我对采用化学成分0x0602的 Energizer CR123电池进行了一些额外测试。 它表现出类似的现象。 在高于特定最大负载(250mA)时 、SOH 每周期递减一次最大差值。 但是、如果我将最大负载降低至200mA、即使开路电压显著降低、SOH 也绝不会偏离100%(通过对电池施加小负载模拟降低的开路电压)。  

    我希望最大负载为200mA 时、SOH 会随着测量的电压下降而开始下降、而不是保持在100%。 通过对能量发生器电池进行测试、我知道它们  在每节电池~2.9V 的开路电压下会显著耗尽、并且我在该电流周围使用了部分设置、在3s 配置下测量值约为9.2V。 即使测量电压低于9.2V、监测计仍读数为100% SOH、这似乎不正确。  

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    您如何对此进行精确测试？ 请在此测试期间提供完整的寄存器日志。

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    我已使用0x0602 (能量发生器 CR123电池)化学成分组和台式直流电源执行以下测试、以模拟3s 电池组电压。 该监测计配置有200mA 的最大负载设置。  

    1.将电源(电池组仿真)电压设置为9.7V

    2.发出新电池命令

       健康状况达到100%

    3.将电池组电压降低100mV 并启用切换电量监测计

       健康状况保持在100%

    我可以重复步骤3多次、每次将电池组电压降低100mV、电压低至9.0V、运行状况仍为100%。 请参阅下面的日志和配置。  

    数据日志

    时间戳、电压、SOH、电池设计容量 mAh、电池设计电压、电池终止电压、串联电池数、最大负载、运行状况、运行状况最大增量
    2022-09-09 13:43:30.358,9719,100,1500,3000,2000.3,200,1005.
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    2022-09-09 13:43:40.379,9610,100,1500,3000,2000.3,200,100,5.
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    2022-09-09 13:43:55.3999610,100,1500,3000,2000.3,200,100,5.
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    *德州仪器数据闪存文件
    *文件创建时间：2022年9月9日星期五13：48：07
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    *器件型号100
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    * bqz 器件编号100
    * bqz 固件版本1.02
    * bqz 构建号9
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    *字段顺序：类名、子类名、参数名、参数值、显示单位
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    "ACCU_Table"、"Table1"、"最后一个条目代码3"、"ff"、"-"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"最后一个条目代码4"、"ff"、"-"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"intPart 0"、"FFFFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"fractPart 0"、"ffFFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"intPart 1"、"FFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"fractPart 1"、"ffFFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"intPart 2"、"FFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"fractPart 2"、"ffFFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"intPart 3"、"FFFFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"fractPart 3"、"ffFFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"intPart 4"、"FFFFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"fractPart 4"、"ffFFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"intPart 5"、"FFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"fractPart 5"、"ffFFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"intPart 6"、"FFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"fractPart 6"、"ffFFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"intPart 7"、"FFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"fractPart 7"、"ffFFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"intPart 8"、"FFF"、"mA"
    "ACCU_Table"、"Table1"、"fractPart 8"、"ffFFF"、"mA"
    "RA^"、"Ra0表"、"Ra 0"、"779"、"2 Ω-10 Ω"
    "^表"、"Ra0表"、"Ra 1"、"776"、"2 μ Ω-10 Ω"
    "RA^"、"Ra0表"、"Ra 2"、"776"、"2 Ω-10 Ω"
    "RA^"、"Ra0表"、"Ra 3"、"753"、"2 Ω-10 Ω"
    "RA^"、"Ra0表"、"Ra 4"、"732"、"2 Ω-10 Ω"
    "RA^"、"Ra0表"、"Ra 5"、"708"、"2 Ω-10 Ω"
    "RA^"、"Ra0表"、"Ra 6"、"532"、"2 Ω-10 Ω"
    "RA^"、"Ra0表"、"Ra 7"、"1289"、"2 Ω-10 Ω"
    "RA^"、"Ra0表"、"Ra 8"、"1241"、"2 Ω-10 Ω"
    "RA^"、"Ra0表"、"Ra 9"、"1433"、"2 Ω-10 Ω"
    "RA^"、"Ra0表"、"Ra 10"、"2112"、"2 Ω-10 Ω"
    "RA^"、"Ra0表"、"Ra 11"、"3114"、"2 Ω-10 Ω"
    "RA^"、"Ra0表"、"Ra 12"、"5316"、"2 Ω-10 Ω"
    "RA^"、"Ra0表"、"Ra 13"、"9697"、"2 Ω-10 Ω"
    "RA 表"、"Ra0表"、"Ra 14"、"14529"、"2^-10 Ω"
    "EOSData"、"值"、" R Data 秒数"、"15"、"数字"
    "EOSData"、"值"、"R 表比例"、"-1"、"Num"
    "EOSData"、"值"、"新电池 R 刻度延迟"、"2"、"Num"
    "EOSData"、"值"、"R 表比例更新标志"、"ff"、"十六进制"
    "EOSData"、"值"、"R SHORT TREND 筛选器"、"251"、"数字"
    "EOSData"、"值"、"R Long Trend Filter"、"253"、"Num"
    "EOSData"、"值"、"EOS 趋势检测%"、"20"、"Num"
    "EOSData"、"值"、"EOS 检测脉冲计数 Thrshd"、"120"、"Num"
    "EOSData"、"值"、"短趋势平均值"、"0"、"Num"
    "EOSData"、"值"、"长趋势平均值"、"0"、"Num"
    "EOSData"、"值"、"EOS 趋势检测脉冲计数"、"0"、"Num"
    "EOSData"、"值"、"EOS 未检测到标志"、"ff"、"十六进制"
    "EOSData"、"值"、"EOS SOH 平滑启动电压"、"2800"、"mV"
    "EOSData"、"值"、"EOS SOH 平滑裕度"、"128"、"数字"
    "EOSData"、"值"、"EOS Relax V Hi Max Counts"、"10"、"Num"
    "安全性"、"代码"、"自动键3 MSB"、"0123"、"十六进制"
    "安全性"、"代码"、"自动键3 LSB "、"4567"、"十六进制"
    "安全性"、"代码"、"自动密钥2 MSB"、"89ab"、"十六进制"
    "安全性"、"代码"、"自动密钥2 LSB "、"cdef"、"十六进制"
    "安全性"、"代码"、"自动密钥1 MSB"、"编码"、"十六进制"
    "安全性"、"代码"、"自动密钥1 LSB "、"ba98"、"十六进制"
    "安全性"、"代码"、"自动键0 MSB"、"7654"、"十六进制"
    "安全性"、"代码"、"自动键0 LSB "、"3210"、"十六进制"
    "安全"、"代码"、"解封 Step1"、"0414"、"十六进制"
    "安全"、"代码"、"解封步骤2"、"3672"、"十六进制"
    "安全"、"代码"、"全密封步骤1"、"FFF"、"十六进制"
    "安全性"、"代码"、"完全密封步骤2"、"FFF"、"十六进制"

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    我们化学家的反馈是、该电池化学成分(LiMnO2)的 MaxLoad 应设置为平均负载而不是峰值负载、尽管名称不同。

    关于您的测试：每次强制更改电压时、请发出重置命令。 该算法不能处理强制电压变化、因此您需要确保监测计通过复位强制重新评估电池状态。  

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    已了解最大负载参数-我将继续在200mA 下进行测试、因为这是我们应用的典型非脉冲平均负载。  

    我将尝试重复测试并在电压变化后发出 RESET 命令。 在该测试期间、我一直在切换监测计使能、以强制监测计复位、并确保它针对新设置的电压再次评估健康状态。 这就是为什么日志文件中存在空白而没有数据的原因。  

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    我已经重复了每次电压改变时发出复位命令的测试-结果是一样的。 这是否是基于所选化学成分的预期行为？  

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    电压低于9.0v 后、SOH 开始从100%下降-当我将仿真电池组电压降低到8.9V 时、SOH 稳定在58%。 这比预期的低电压高很多、但我不确定我的预期是否准确。  

    您能否提供有关化学 ID 在 SOH 计算方面确切调整的内容、或者特定化学品的测试和生成涉及哪些内容的任何其他详细信息/信息？  

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    该监测计使用 OCV 和温度测量值、使用 ChemID 中包含的电压表来查找放电深度(DOD)。 该 DOD 定义电池的状态。 它是由 OCV 测量给出的实际放电水平。

    该监测计根据终止电压和最大负载计算放电结束时的 DOD。

    对于 SOH 和 bq35100、DOD 是一个从0到100的无单位数字。 0 =电池已充满电、100 =电池已完全放电。

    监测计计算出的 SOH 为：

    SOH = DOD (TermV)–DOD (OCV、温度)

    如果 SOH 稳定在58%、则终止电压的 DOD 与 OCV (和温度)测量的 DOD 之间的差值为58。

    监测计存储描述 OCV = f (DOD、温度)的表。 这不是线性的、并且有一个平坦的较大区域、因此 SOH 在较大的电压范围内可能保持恒定值。 如果 OCV 接近终止电压(接近程度取决于您的最大负载设置)、它将减小至零。

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    您能澄清一下 TermV 参数吗？ 这是否是由用户确定的用于定义运行点0%状态的开路电压？  

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    这是系统的最小电池电压。 监测计使用此值计算给定负载(最大负载)的放电深度。 这是系统认为电池为空时的放电深度(请注意、这不是电池制造商指定的绝对最小电池电压)。

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    它是 负载下的最小电芯电压还是最小电芯开路电压？  

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    它是负载下的最小电池电压。