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[参考译文] BQ27421-G1:好奇的 SoC 读数

Guru**** 2535150 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ24040

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/785086/bq27421-g1-curious-soc-readings

器件型号:BQ27421-G1
主题中讨论的其他器件:BQ24040

我在手持设备中使用 bq27421-G1A 来监控锂聚合物电池的充电状态和运行状况。

标称容量为750mAh、最大电压为4.2V

使用了以下设计参数:

设计容量:750

设计能量:2775

终止电压:3500

锥率:1125

昨天、我在放电期间测量了电池电压和 SoC (平均放电电流约为150mA)。 昨天晚上,我刚从4.157V/97%开始,在3.716V/43%停止。 今天、我想继续进行测量。 电压仍为3.714V、但 SoC 在夜间(16小时内)已降至18%。 器件的待机电流低于1mA。

放电低至3.6V 后、我再次开始使用500mA 充电。 80分钟后、电压为4.19V、但 SoC 仅为73%-在该状态下应几乎为100%。

有什么想法、是什么导致了这种好奇的行为?

BR JDE

  • 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。

    我肯定需要更多数据、但以下是一些可能的原因:

    监测计通过放电仿真确定 SOC。 它使用内置的电池模型、该模型必须与实际的电池化学成分兼容。 bq27421可提供多种典型的电池化学物质、对于充电电压规格与化学物质相同的典型锂离子电池、这些化学物质的精度或多或少。

    当您配置监测计(SOFT_RESET)或监测计检测到电池电压已放松时、它将进行电压测量并使用电池型号和化学成分数据执行反向查找。 这将告诉电量监测计电池当前放电的深度、并将其用作参考点。

    当您开始放电时、它将首先通过从完全充电点运行放电仿真来计算完整的充电容量、并使用之前的平均负载来终止电压(这是一个数据存储器参数、将随时间自动调整) 并在放电期间将其锁定。 它还将从基准点运行另一个仿真以终止电压-这是剩余容量。 SoC = 100 *剩余容量/完整充电容量。

    然后、它将开始库仑计数并调整剩余容量、从而调整 SOC。 它将在放电期间的不同时间运行剩余容量仿真、以确保其保持在电池模型内(不仅仅是库仑计数)、并在这些时间内更新电池阻抗(阻抗跟踪)。

    因此、当您的 SOC 处于43%时、此时的3.716V 电压并不是电量监测计确定43%的真正因素。 43%的原因是初始 FCC、最新 RM 仿真和自上次仿真以来的库仑计数。 如果电池模型正确且仿真正确、电池电压可能会放松至该化学物质的特定放电深度的电压、而不会影响 SOC。

    但在您的情况下、确实如此。 情况严重如此。 在小电流(<16mAh => 100*16/750 = 2%)下、43%到18%是极端情况。 由于电流很小、电压稳定且条件正常、监测计可能进行了 OCV 测量。 使用内置化学成分的新参考点会产生远低于先前仿真+库仑计数的 RM 仿真结果。

    这可能是由于化学成分非常不正确、老化的电池的容量比新电池小得多(=监测计必须"学习"化学容量和阻抗以进行补偿)、初始参考点存在很大误差 (=在对配置进行编程并发出 SOFT_RESET 命令时存在大电流)或低质量仿真。 这可能是所有这些因素的组合。

    我的建议是:

    *检查 bq27421型号是否与您的电池兼容

    *配置测量仪表时、请确保电流接近零并且电池单元处于释放状态。 如果无法做到这一点、请在适当放松的情况下运行一个完整的周期、以便监测计可以"同步"到电池

    *运行一个学习周期、以便阻抗表和化学容量根据您的电池进行调整

    *较低的终止电压。 3500mV 非常高、仿真可能无法很好地终止、尤其是对于较大的电流、因为这会将仿真终点移至电芯电压曲线的平坦区域。 如果在较高电压下需要0%、请使用保留容量。

    此外,您的锥度率似乎极高(C/112.5?)。 这是否是拼写错误?

  • 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。
    谢谢、Dominik。
    以下是一些详细信息:
    *电池是 LiCoO2电池、最大电压为4.2V 具有集成过流、过充电和过放电保护(保护 IC S-8261ABJMD-G3JT2x)的充电
    *电池是新电池、到目前为止具有3个或4个充电周期
    *使用的充电控制器是 bq24040
    *监测计在首次运行期间进行电路编程后由微控制器进行配置。 配置期间的电流消耗为50-100mA
    *我们在某些原型中使用了3.1V 的终止电压、并且具有类似的行为。 我认为3.1V 过低、因为 SoC 值在3.5V 和3.3V 之间快速下降、因此我将端子电压升高到3.5V。
    *锥率为500 (1125是错误值)
    *电池充电电流为100mA 或500mA,具体取决于连接的 USB 端口
    *在10Hz 频率下,放电电流在50mA 和200mA 之间变化,占空比为50%(50ms 为50mA,50ms 为200ms,...)

    我们在输送器件之前不会对电池进行预充电、因此将以3.75V 至3.95V 的电压提供。 学习周期将由最终用户完成。 我们只需在交付前进行一段时间的充电测试。 因此、不得在一天显示充满电的电池、并且电池在第二天放电(这是具有3.1V 终止电压的原型的情况、在一个器件上、SoC 在一天内从100%下降到12%)。
    SoC 用一个 LED 表示:绿色> 40%、黄色10至40%和红色< 10%

    在这些情况下、您会建议采用哪种配置?
    如果您需要更多信息、请告诉我。
  • 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。
    在您的场景中、似乎存在一些非理想条件的组合。

    如果您在配置测量仪表时使用位于 OCV 曲线平坦区域的电池、则误差可能会很大、因为电压的微小变化会导致放电深度发生巨大变化。

    由于 SOFT_RESET 期间的电流可能在50mA 至100mA 之间、因此监测计无法可靠地确定放电深度。
    如果在平坦区执行此操作、则可能会摆动很大。

    如果没有学习周期、监测计将使用化学容量=设计容量、并根据内置化学物质(由具有不同容量的4200mV 充电电压 LiCoO2电池提供)调整阻抗值。 它不会测量电池的实际容量和阻抗、而是使用估算值。

    我建议在一个电池上运行一个学习周期、并在系统配置中包含 Qmax 和 Ra 表。

    在生产过程中、如果可能、请使用充电率为90%的电池。 配置电量监测计时、电池电量不在20%和70%之间。
    如果这是不可能的、并且您得到了这些通量 SOC 摆幅、则终端用户需要运行至少一个满电荷、其中电量监测计在读取监测结果之前检测到电荷终止。 巨大的波动表明参考点不正确、并且无法为充电率为20%至70%的电池建立良好的参考点、而该电池不会放松。

    另请仔细检查锥度率。 750mAh 电池的 C/50仅为15mA。 因此、锥形电流大约为13mA?