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[参考译文] 高电压电池组电量监测 IC 的使用

admin
Guru**** 2330830 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ76PL536A, BQ34110, BQ34Z100-G1, BQ78350, BQ34Z100, BQSTUDIO, EV2400
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/621143/high-voltage-battery-pack-fuel-gauge-ic-usage

主题中讨论的其他器件：BQ76PL536A、 BQ34110、 BQ34Z100-G1、 BQ78350、 BQ34Z100、 EV2400、 BQSTUDIO

您好！

我正在尝试为96个电池组添加和设计电量监测计功能。 是否有任何 IC 可用于此类应用？ 我可以使用你们拥有的电量监测计 IC 之一并将其串联使用吗？

谢谢、

Carlos

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    TI__Guru**** 2330830 points
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    卡洛斯、
    我们没有任何电量监测计可以支持这种数量的电池。 但我们有 bq76pl536A 或 bq76pl455、它们是可堆叠电池监控器。 您必须使用这些监测计提供的数据编写自己的监测算法。

    谢谢
    Onyx
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    TI__Guru**** 2330830 points
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    CAM 您建议我使用一种算法来进行电量监测(纸张或文档)？ 此外、电动汽车电池电量监测的最有效方法是什么？ 您在市场上看到的这类应用的趋势是什么？

    谢谢

    Carlos
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    TI__Guru**** 2330830 points
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    这不是一个简单的答案。 电池电量监测非常复杂、如果您要编写自己的算法、则需要透彻了解电池的工作原理。

    我们这里有一些可能有所帮助的材料：
    www.ti.com/.../battery-management-products-support-training.page

    对于、需要使用电压查找和库仑计数组合来进行电池电量监测。
    谢谢
    Onyx
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    TI__Guru**** 2330830 points
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    如果对监测计的结果进行一些调节、可以考虑使用 bq34z100-G1或 bq34110。  它们可以测量高压电池组的顶部、并使用开关电阻分压器进行分压、并且可以为整个电池组提供电量监测。  这些器件本身支持高达65V 的堆叠、但您可以进行调节以处理更高的堆叠电压(即、诱使监测计认为堆叠的电压更低、然后相应地将堆叠产生的结果相乘)。  随着分压比增大、监测的分辨率会变差、因此根据您的分辨率需求、这可能是不可接受的。

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    TI__Guru**** 2330830 points
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    Terry、

    您以前做过这项工作吗？ 如果可以、您能否提供有关如何执行此操作的原理图？ 执行库仑计数的电流感应分流器如何？ 它还说限值为29Ah、如何调节？

    谢谢、

    Carlos
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    TI__Guru**** 2330830 points
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    请查看 www.ti.com/.../slua760.pdf 、它介绍了该过程(可与两个器件一起使用)。 原理图可以基于我们的 EVM 原理图、您只需修改分压电阻器设置、以便分压后的电压仍处于可接受的范围(0V-1V)。 对于电流、您基本上使用较小的感应电阻器(例如1m Ω)、但对监测计进行编程时应使用较大的电阻器(例如10m Ω)。 因此、监测计将测量感测电阻两端的 IR 压降并报告电流、然后您将系统中的该电压值缩放10倍以获得实际电流。 如文档所述、电压调节也使用了类似的方案。
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    TI__Guru**** 2330830 points
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    这是否适用于上一帖子中提到的两个器件？ 这是否适用于您的其他器件？
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    TI__Guru**** 2330830 points
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    电流调节可用于任何监测计。 电压调节只能用于这两种产品。
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    TI__Guru**** 2330830 points
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    说到电量监测分辨率、与其他电量监测方案相比、使用该分辨率会有什么损失？ 您能否告诉我您曾使用过 HV 应用中提到的任一器件的案例？ 您能不能告诉我 BQ 相对于 LV 在 HV 粒度方面生成监测计数据的能力和分辨率？

    卡洛斯
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    TI__Guru**** 2330830 points
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    假设您的系统为96节串联电池、因此电池组的最大电压约为400V。 可以将其想象为电量监测计通过96分频测量该电压、这将得出整个堆栈中一节电池的平均电压。 然后、监测算法对该电压和测得的电流进行操作、以计算容量、运行状况等

    这是一个简化的说明、实际上分压器需要将施加的电压降低到<1V、而不仅仅是单节电池的电压、并且电量计计算在内部考虑了将其建模为单节电池的换算系数。 在本例中、您将使用一个电阻分压器将400V 电压降至1V 以下、然后监测计测量分压电压、分辨率优于50uV。 您还可以校准测量仪表、以便在计算中使用精确的分频器值。 由于电阻分压器的作用、测得的分压电压将产生一些噪声、但只要电阻不是很大、这应该不会对您造成问题。 我们有多个客户使用这些器件、堆栈超过65V、这就是我们发布该应用手册的原因。
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    TI__Guru**** 2330830 points
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    基本上、通过在分压器中使用非常好的电阻器和良好的冷却效果、我可以降低热噪声。 热敏电阻如何？ 我是否需要使用热敏电阻进行 SoC-SOH 补偿(它对运行至关重要)？ 对于包含多节电池的电池组、建议将热敏电阻放在哪里？
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    TI__Guru**** 2330830 points
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    即使在室温下也会产生热噪声(请记住、电阻器提供的 rms 噪声电压为 sqrt (4kTR*BW)或4nV/sqrt (BW)、因此在10kHz BW 的室温下、1kOhm 的噪声约为400nVrms。

    您肯定需要对电池组进行温度测量、因为电池阻抗会随温度的变化而显著变化、并且监测计会对这些阻抗进行广泛建模以计算容量。 该监测计可以使用单个热敏电阻、也可以使用通过闪存设置选择的内部裸片温度。 您还将需要一个保护解决方案、该解决方案使用温度来确定何时根据电池规格超出允许的温度限值来禁用电池组充电或放电、这可能需要多个热敏电阻测量电池组中的不同位置、 然后、至少有一个热敏电阻应靠近电池组中最热的位置、无论它在哪里。
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    TI__Guru**** 2330830 points
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    使用内部芯片温度的目的是什么？ 因此、我想自我解释一下、我应该将来自 BQ 器件的单个热敏电阻放在电池组最热的位置、以便我获得更好的阻抗跟踪补偿、对吗？ 此外、我能否使用其他方法(通过 i2c 从微到 BQ)测量温度并将电池组平均温度数据发送到器件？

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    TI__Guru**** 2330830 points
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    如果客户不想使用热敏电阻、则可以选择使用内部芯片温度、但测量仪表 PCB 的放置位置应非常靠近电池、以便能够精确测量电池温度。 由于您要计算许多电池的平均容量、因此理想情况下、对于电量监测、温度是所有电池的平均值。 但是、您的保护解决方案通常需要知道最高温度、因此可能需要单独/多个温度传感器。 该监测计不支持将温度写入器件。
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    TI__Guru**** 2330830 points
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    非常感谢您的帮助！ 如果在开发此解决方案时出现任何问题、我将再次与此论坛联系。 我对该器件更有信心。

    卡洛斯
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    TI__Guru**** 2330830 points
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    您好！

    是否有任何工作流程可使该器件正常工作、或者器件将学习如何在每个充电和放电周期中自行计算 SoC 和 SOH？

    谢谢
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    TI__Guru**** 2330830 points
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    尊敬的 Carlos：
    这是什么测量仪表。 如果是 bq78350、请参阅我们的在线工具 gpcedv。 它提供了有关操作的详细说明。
    谢谢
    Onyx
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    TI__Guru**** 2330830 points
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    Onyx 和 Terry、

    我指的是 bq34z100-G1或 bq34110。 我想知道 SoC 和 SOH 在高电压(96S、403V)电池组上运行的工作流程。 是否可以使用 BQ 工具并使用 BQ 工具将 BQ 固件烧写到器件中。 使用评估板和 USB 转换器是否可行？ 如果没有、是否有办法使用 BQ 工具和升级的评估板校准此类高压电池？

    卡洛斯
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    TI__Guru**** 2330830 points
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    Onyx 和 Terry、

    有什么建议吗？

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    bq34z100或 bq34110将不支持此类高电压
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    Onyx、

    您正在发布与之相矛盾的信息。 您的同事 Terry 在本主题中指出、实际上 bq34z100-G1或 bq34110、我可以将这两个器件用于高电压应用。 我的意思是，即使他发布了一份关于这一事实的应用手册。 那么谁错了？

    同样、我只想知道我是否可以使用任何评估板来测试我的应用、或者我是否必须自己制造一个评估板。 此外、如果可能、我还想使用我的高电压应用测试 BQtool。
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    Terry、

    我是否可以使用/修改适用于96节电池的 EVM、或者是否必须为此修改 EVM。 此外，这些器件还需要固件刷新(Bq studio 或 bQtools)，如果可能，如何使用 TI store 上提供的工具进行刷新？

    卡洛斯
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    尊敬的 Carlos：

    我还没有进行确定检查、但您能否修改 EVM 是令人怀疑的。  您的电压会高得多、即使您更改了分压器设置、您仍可能会有其他细分区域、例如控制 FET 不处理新电压范围、或者处理电压的迹线和电介质。  如果您愿意、您可以随时尝试、但如果它不起作用、我不会感到惊讶。

    EVM 已将指令闪存(即程序代码)和数据闪存(即设置)设为默认值。  您可能不需要重新刷写指令闪存、但需要更改数据闪存值以匹配您的配置。  这将要求您仔细阅读 TRM、通常需要针对特定应用调整许多设置。  我建议在初始阶段(与 ev2400一起)使用 bqStudio、因为您可以在完成参数之前对其进行许多更改。

    Terry

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    TI__Guru**** 2330830 points
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    Terry、

    对于我的应用、我是否需要创建自己的 bq34z100-G1来处理这些电压、包括用于400V 和分流器的降压电阻梯？ 如果是、bqStudio 是否会将电池视为具有65.XXXV 的电池？

    EV2400怎么样？ 使用此盒与具有这些电压的 PC 上的 bq34z100-G1进行通信是否安全？

    是否还有其他解决方法、例如描述较小电池的特性并将此数据用于较大的电池？

    如果我从制造商处购买 bq34z100-G1、您能为我提供有关 bq34z100-G1编程工作流程的快速指导吗？ 它们是否采用干净的石板？ 例如、如果我无法真正使用 bqStudio、我应该怎么做？ 是否有办法在不使用 bqStudio 或 EV2400的情况下启动并运行该器件？

    卡洛斯
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    尊敬的 Carlos：

    在不使用 bqStudio 和 ev2400的情况下、不应尝试启动此功能。 ev2400仅连接到监测计上的 I2C 总线、它将 PC 上的 USB 通信桥接到监测计上的 I2C。 bqStudio 可免费下载、因此易于安装和使用。

    由于 ev2400仅与监测计上的低压 I2C 总线通信、因此无论您的堆栈电压是高电平还是低电平、它都不会直接连接到任何高电压。

    您必须针对您的具体情况配置监测计中的设置。 例如、您可以将400V 分压至0V - 1V 之间、但配置监测计、就像实际看到40V 一样。 因此、当监测计报告电压输出时、您将主机中的读数乘以10、以获得实际电压。

    我建议您从 EVM 开始、使用它可以支持的较低电压(例如40V)、确保您了解如何针对这种情况配置监测计。 然后、您可以使用电压调节进行实验-例如、施加40V 电压、但将电量监测计配置为仅10V、因此需要在主机中将电量监测计的所有电压读数缩放4倍以获得实际电压。

    您还需要为计划使用的电池配置化学 ID -这在网站的 TRM 和其他应用手册中进行了介绍。 我建议您首先在 EVM 上完成此操作、以确保您在进入专用板之前充分了解它。

    一旦您对这种方法感到满意、您就可以为400V 系统构建自己的电路板。

    谢谢、

    Terry