[参考译文] BQ76942：电池平衡不会使电池达到平衡状态

您好、Alexander、

您的描述和图片让我有点困惑。 该主题的标题和说明听起来就像您使用的是 BQ76942、但这些图像显示了使用 BQ76930的原理图、该器件是另一个不具有电池自主平衡功能的器件。

您能帮助澄清吗？

谢谢、

Matt

您好、Matt、

这必须只是原理图中的错误标签、我们肯定使用的是76942

您好、Alexander、

它不仅仅是错误标记。 该图清楚地显示了 BQ76930以及该器件的引脚名称、组件和连接。 您可能分享了错误的图片？

您好、Matt、

你绝对是对的、很好的收获！

这是当前版本。

这更有意义。 原理图对我来说很好。 因此、您要将10节电池中的一节电压放电26mV、24小时后、其他9节电池的电压调整了~9mV？ 电池的容量是多少？   

此外、您能否通过读取0x0083电池平衡活动电池来验证是否正在进行平衡？

每节电池的额定电流为3300mAh

通过寄存器和探测 R15确认电池平衡、以确保电流流动。

这是每节电池的放电曲线

尊敬的 Alex：

根据此曲线进行一些快速数学运算、我希望您需要将其他9节电池中的每节分别放电~100mAh、才能将电压改变约26mV。 因此、即使一次只有一节电池进行平衡、似乎24小时应该足以根据您的电池平衡电流将其他电池降低到停止 Δ 电压。 因此、我不确定它为什么没有完成。  

您是否认为您可以在从 BQStudio 进行日志记录时重复实验、以便我们可以看到该时间段内的行为？

此致、

Matt

我无法从 BQStudioi 进行登录、因为它是我们的定制解决方案。

很明显、我将自动平衡功能用于单节电池平衡配置、而不是使用主机控制命令来尝试平衡。

明白。 您是否有任何方法可以记录电池电压和电池平衡活动电池寄存器？  

我有一个 CAN 端口、我可以从...中获取一些数据 但我不确定它有多大用处。 根据我可以说的内容、使用单节电池配置的平衡算法将扫描每个电池并在等效的时间段内对其进行平衡。

尊敬的 Alex：

正确、它将根据您的设置一次仅平衡一个电池。  

Matt

您好、Matt、

我对算法本身更是如此的了解。 扫描似乎是平衡的最不理想的解决方案

尊敬的 Alex：

我不确定我是否理解您的意思。 我没有关于该算法的所有详细信息、但我相信、如果您限制最高电池一次只平衡一个电池、它将平衡最高电池。 我忘记了要问的另一件事-您对 CB_SLEEP 和 CB_NOSLEEP 位的设置是什么？ 请参阅 TRM 中的表10-3、其中描述了这些位的有效设置以及产生的行为。

Matt

我们没有看到最高的电池完全平衡、这正是我所指出的、它会扫描所有电池并对其进行均衡。

我们将 CB_SLEEP 设置为1、并将 CB_NOSLEEP 设置为0

尊敬的 Alex：

我认为、我们能够有效地了解平衡时间原因的唯一方法是记录行为。  

您好、Matt、

我有很多数据可供您使用！ 附加的 CSV 包含电池电压和要平衡的选定电池。 第一列是16位电池平衡寄存器、接下来的10列是按顺序排列的电池1-10。 每行代表5秒间隔(数据值为~18小时)。

我在本实验中做的是、首先故意使其中一个电池(电池10)与最低电池之间的电压不平衡超过30mV。 在数据采集期间、我向电池施加了1A 的低电流充电、并使用单节电池配置开始自主充电。 我选择1A 作为充电电流、以便平衡电路放电电流将超过每节电池充电的电流(100mA/电池= 1A/10Cells)。

在足够的时间内、电池似乎变得更加平衡、但很难收敛超过~15mV 的最小/最大差值。

我还为部分可视化数据附加了一些图像。 数据中有一些有趣的事件、我希望您查看、例如、每次短接第一个电池时、最大-最小差值都会增加。

您能否描述一下根据图、预期和不预期的行为？ 我已附加一个公共 google 驱动器文件夹、其中包含原始数据以及一些绘制数据(电压差和为平衡选择的电池)的图像。

大数据集的标题为 bms_balance.csv

bms_balance_2.csv 包含处于"稳定状态"时的电池和平衡数据、该数据是在电池平衡18小时后捕获的。

bms_no_balance.csv 包含手动禁用平衡后的电池电压。

图像是包含最大-最小电芯电压差以及在自动平衡功能中选择的平衡电芯的2 Y 轴图。

平衡电池数据

谢谢、

-Alex

尊敬的 Alex：

遗憾的是、我无法从我们的网络访问公共共享驱动器。 您是否能够在 E2E 上上传这些内容？  

您提到该器件在收敛超过~15mV 最小/最大差值时遇到困难？ 您的充电最小增量和充电停止增量配置是什么？

我不确定是否遵循每节电池的充电电流计算。 您的电池为3300mAh、因此当它们串联时、相同的电流会流过所有电池。 容量不会增加、只会增加电压。 除非您有并联的电池？  

我在前面看一下原理图时忘记提到的一点。 我不确定您的数据是否显示了这种情况、但在平衡期间、顶部电池(VC10上)上测量的电压将略低、因为电池输入电阻器上存在一些 IR 压降。 将 R4的值降低到20欧姆有助于实现这一点。 流经 R4的电流量与同时平衡的电池数量成正比。 另一个潜在改进-将电池输入电容器降低到0.22uF 可降低 RC 时间常数。 这可能不是您看到的问题、但较大的 RC 时间意味着稳定时间更长、这可能会在平衡期间略微影响电压测量精度。

此致、

Matt

感谢 Matt 的深入见解。

您能否发布链接到我可以链接数据的位置？ 该线程中似乎没有选项。

您能否单击"插入=>图像/视频/文件"按钮查看是否允许您上传文件？

e2e.ti.com/.../bms_5F00_balance.csv

e2e.ti.com/.../bms_5F00_balance_5F00_2.csv

e2e.ti.com/.../bms_5F00_no_5F00_balance.csv

STOP Δ 值设置为10mV

尊敬的 Alex：

您能描述一下您在这些文件和图像中显示的内容吗？  

您好、Matt、

我将代表亚历克斯作出答复。 对于 CSV 文件、我被告知第一列 具有表示短接哪些单元格的位矢量。 其余10列表示给定时间戳的电池电压。 以5秒的间隔对数据进行采样。

他还在上面介绍了哪一个 csv 文件捕获了图中的内容和所包含的内容。

大数据集的标题为 bms_balance.csv

bms_balance_2.csv 包含处于"稳定状态"时的电池和平衡数据、该数据是在电池平衡18小时后捕获的。

bms_no_balance.csv 包含手动禁用平衡后的电池电压。

图像是包含最大-最小电芯电压差以及在自动平衡功能中选择的平衡电芯的2 Y 轴图。

对于每个图、红色 代表 最大和最小电池电压之间的差异、蓝色代表哪些电池/电池短路(我可以告诉他们)。

此外、我还记录了您对 R4和 C16 (每节电池)的评论。 在下一次迭代中、我们将 D5 (TVS 二极管)移到 C_Up 和 C_Down 之间、并在其当前位置放置一个5.6V 齐纳二极管。

我将添加另外两个数据集、其中包含更为极端的平衡情况。 最低电池的起始电压为2.8V、而标称电池电压为~3.4V。 此时 CSV 包含标题

此文件包含第1个电池最不平衡时使用1个电池配置运行的平衡。

e2e.ti.com/.../bms_5F00_imbalance_5F00_balance.csv

此文件包含大部分稳定后运行的平衡。 平衡会收敛到大约120mV 的增量、无法超过该增量。

e2e.ti.com/.../bms_5F00_balance_5F00_later.csv

您是否认为平衡期间短接更多电池有助于超过120mV 的电压？

尊敬的 Alex：

电池9最初是不平衡的、但后来电池7是不平衡的、而电池9与所有其他电池匹配、这似乎很奇怪。 您对发生的情况有什么了解吗？ 在第一个文件的末尾、单元格7仍然看起来很好、然后在第二个文件的开头就会关闭。

Matt

您好、Matt、

抱歉、我没有清理某些数据、我写了一个快速脚本来解析 CAN 日志。

这里是清理的数据(相同的文件名)

e2e.ti.com/.../3247.bms_5F00_imbalance_5F00_balance.csv

e2e.ti.com/.../8228.bms_5F00_balance_5F00_later.csv

谢谢 Alex。 这一点很清楚。 您能告诉我下面的所有参数设置吗？

您好、Matt、我将让我们的一位同事向您提供这些信息。 同时、我 正在阅读 Alex 提供的信息、并注意到他忘记提到 我们的电池组实际上是一个10S10P 的电池组配置 、总共包含 100 个 Sanyo/Panasonic NCR18650GA 电池。 因此 、每个电池组的额定值实际上是33Ah、而不是3.3Ah。

考虑到这一点、您能否再次告诉我您会为 R4和 C16 (每节电池)推荐什么值？ 此外、我还想知道这一点信息是否会使  记录的数据中的某些差异更有意义。

尊敬的 Deniz：

这是很好的了解。 不过、唯一真正的差异应该是平衡时间。 无需更改任何组件值。 有时会使用较小的 R4 (仅限 VC16)、因为在平衡期间、顶部电池测量上会出现一些 IR 压降(35uA * R4 *电池平衡数量)。 由于您一次只平衡一个电池、因此这非常小。 一些用户仅对该电阻器使用20欧姆、而将所有其他电阻器保持在100欧姆。 但是、这与日志文件中观察到的行为无关。

我们要调试的行为是平衡停止的原因。 这可能与参数设置有关、参数设置设置设置设置是何时设置平衡和何时停止。

此致、

Matt  

您好、Matt、

以下是我们的电池平衡配置参数设置。

平衡配置设置为允许在充电、休息和睡眠期间进行平衡。 温度设置保持不变、平衡间隔、要平衡的电池数量和充电的电压阈值/增量也是如此。 对于我们当前尝试平衡的宽松状态、我们将最小电池电压设置为2900 (数据略接近最低2995mV)、将最小电池电压增量设置为13mV、将停止增量设置为10mV。 我们还将放电电流阈值以及充电电流阈值分别提高至-30000和30000、以确保我们始终处于宽松状态。

谢谢、

Ryan  

您好、Ryan、

另一个要检查的是安全警报和安全状态寄存器。 报警可能会暂时停止平衡。 COV 阈值设置为什么？ 当电池电压达到4.2V 时、充电器是否断开？

Matt

您好、Matt、

COV 阈值设置为4.2V。 CUV 阈值设置为2.3V。 当电池电压达到4.2时、会断开充电。

谢谢、

Ryan

您好、Ryan、

在这种情况下、可能会触发 COV 警报、从而停止平衡。 在日志文件中、其他电池的电压正好为4.2V、因此如果您尝试为最低电池充电、其他9个电池将触发 COV 警报。 最好监测安全警报寄存器以确认这种情况。

Matt

Matt、我在这方面还有另外一个问题。 我看到您提到了电池输入线路上的1uF 电容器可能是一个问题。 我还看到、评估板和参考设计上使用的电容器为0.22uF。 我可以在下一个迭代中切换到这种情况、但我希望立即执行一些测试、以查看这是否是问题的一部分。 我是否可以改用0.1uF、因为我在内部使用它？ 或者、我可以堆叠两个0.1uF、以尽可能接近0.22uF。 您认为会更好？ 0.1uF 是最方便的选择、因为我们的 BOM 上已经有0.1uF 100V X7R 0603电容器。

尊敬的 Deniz：

0.1uF 电容器将起作用。 在 EVM 上、我们使用0.22uF 但具有20欧姆的电池输入电阻器。 由于您有100欧姆的电池输入电阻器、因此您仍然有一个良好的时间常数、这对于短路测试期间的大瞬态很有帮助。

但是、我认为电容器不会解释日志文件中观察到的行为。 如果您看到大量测量变化、那么减小电容器尺寸可能会有所帮助、但我认为它看起来是稳定的。 我在日志文件中看到的问题是电池平衡正在停止。 这就是我建议记录安全警报寄存器以查看是否有 COV 警报导致这种情况的原因。

此致、

Matt

Matt、您好、我们对电路板进行了全新迭代、在上面的原理图中、每个电池单元的电容为0.1uF、R4为33R、而不是100R (连接到电池10较高侧的电阻器)。 当我们开始充电时、我们在电池1和电池10上读取的电压会高得多、因此我们会提前终止充电、因为会触发过压保护。 我猜我们需要更改采样设置。 在我们尝试配置东西时、您是否应该在您的头脑之上考虑任何建议？

您好、Matt、您可以忽略这一点。 似乎是坏硬件。 我们切换到另一个板、它现在按预期工作。