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[参考译文] 与阻抗跟踪功能相关的疑问?

Guru**** 2494295 points
Other Parts Discussed in Thread: GPCCHEM, BQ34Z100-G1

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/706404/doubts-related-to-impedance-tracking-working

主题中讨论的其他器件:GPCCHEMBQ34Z100-G1

您好!

我正在浏览您有关阻抗跟踪的一些文档。 我想了解 它的工作原理、以便能够从我拥有的 CEDV 监测计切换到 Impedance Track。

这是我的理解:

Qmax 是首先通过计算传递电荷/(SOC1 - SOC2)获得的满容量。 在电流放电期间、库仑计数用于更新 SOC。 在 DOD 的某些特定点、会发生电阻更新、您可以将其存储在查找表中。 之后、

更新了完整充电容量、完整充电容量= Qstart +通过充电+剩余电量。 剩余电量由仿真估算、该仿真会降低 DOD、直至达到终端电压。

我现在有以下疑问:

1. Qmax 是否与满电量相同? 在正常运行的应用中、我们是否在2个宽松状态期间继续更新 Qmax =传递电荷/(DOD1 - DOD2)? 还是充满电容量会随着电池的老化而处理新的电池容量? 基本上、我对 Qmax 和 FCC (满充电容量)感到困惑。 FCC 和 Qmax 在开始时是否相同、它们在正常运行期间如何更新?

2.内部阻抗是否仅对测量剩余容量 RM 起作用? 它是如何考虑 SOH 的? 我无法直观地理解它。 我知道内部阻抗 会随老化而增加 、但我们如何使用这一事实?

3.您在查找表中进行了多少次电阻测量? 您是否内插其余部分?

4.以下两者之间的区别是什么:

DataRAM.Full Charge capacity()和 DataRAM.Full Available capacity()和 DataRAM.Nominal ave. 容量()

5. OCV 电压是否也随电池老化而变化?   

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    您好!
    是否有人可以解决上述问题? 请将此信分发为荷。
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    欢迎来到 Impedance Track 的精彩世界。 与 CEDV 相比、它的算法较为复杂、但它可以处理更多的极端情况。 大量的配置选项起初可能会令人困惑、但这也使 IT 计量表能够更灵活地在更广泛的用例中工作。 我将尝试在此处回答您的问题:
    1. Qmax 与 FCC 不同。 Qmax 是指如果您将其充电至绝对毛里(在 C/100时为锥形)、然后以可忽略的负载放电、直到空载<3V 时、您可以获得的最大理论化学容量。 FCC 是实际的可用容量、具体取决于系统在系统负载下终止充电(通常为 C/20封装)和放电的位置、直至系统认为电池为空(终止电压)。 因此 FCC 将始终小于 Qmax。 当 Qmax 在 DOD 中获得两个宽松的 OCV 测量值、并至少间隔37%的增量时、会有机会学习 Qmax。 或者、某些 IT 计量器可以用充电至满或放电接近空来替代 OCV 点、这在不经常发生放松时很有用。 由于 Qmax 随时间变化非常缓慢、因此不需要经常学习。 FCC 会随着条件(负载、温度、学习的 Qmax 或 Ra)的变化以及放电期间的定期更新频率提高很多。
    2.在放电过程中获知内部阻抗。 它用于 RemCap 和 FCC 的仿真、因为内部阻抗会影响可用容量。 SOH (运行状况)基本上由一个特殊的 FCC 仿真计算得出、此仿真假定在监测计配置中、温度固定为25C、负载固定由 SOH 负载 I 设定。 SOH = FCC (25C、SOH 负载 I)/设计容量 SOH 表示电池的相对可用容量、与原始设计容量相比、它的电流老化状态更是如此。
    数据存储器中的 Ra 表是电阻表在25C 与 DOD 下的存储位置。 有15个点、是的、我们在它们之间进行插值。
    4. FCC 和 RemCap 是您真正想要使用的内容。 它们会针对负载进行补偿(您可以使用负载选择和负载模式进行配置)。 FAC 和 NAC 在轻负载条件下计算/仿真、通常大于 FCC 和 RM。
    5. OCV 可能会随着老化而略有变化,但它可以忽略不计,并会使算法过于复杂,从而带来最小的好处。
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    尊敬的 Dmax:

    感谢您的回答。 我的大多数问题都得到了解决。 还有一个我无法理解的问题。

    让我们以 DOD =新电池50%的示例为例。 因此、将根据50% DOD 获取 OCV 读数。 但50% DOD 与电池老化时更新的满电量有关。
    随着电池老化、我们仍将对50% DOD 使用相同的 OCV 电压。 但这对应于相对于新电池 FCC 的移位 DOD。 因此、OCV - DOD 图形是否也会随着电池老化而不断变化?

    2.当单元格为新单元格时,如何首先获得 OCV DOD 图?
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    您好!

    我仍在寻找上述问题的答案。 如果 TI 的某个人能够作出响应、那将会是很棒的。 等待响应。  

    谢谢。

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    您好、Rushi、

    很抱歉、您未回答后续问题。  我一直在度假。  

    IT 监测计使用名为 Qmax (最大理论化学容量)的概念、该概念随着电池老化而学习和更新。 与其直接学习 FCC、如 CEDV 监测计所做的那样、IT 监测计将学习 Qmax、然后根据所学的 Qmax、Ra (电阻)值、温度和负载率定期计算/模拟剩余电量和完整充电容量。 例如、如果电池组的 Qmax 在新电池组时为1000mAh、则对应50% DOD 的 OCV 测量结果将知道剩余的最大电池容量为500mAh、 但它会在实际温度和选定的负载率下模拟该 DOD 点的放电、直到达到配置的空电压、并且始终报告 RemCap < 500mAh。  如果电池组老化并获知最大 Qmax 为800mAh、则对应50% DOD 的 OCV 读数会告知电量监测计只有400mAh 可使用、并且通常会在<400mAh 时仿真 RemCap。  

    OCV 与 DOD 曲线是 IT 计量表使用的化学 ID 曲线的一部分。  您可以使用 TI.com 上的 GPCCHEM 工具从 我们数据库中的数千个单元格中查找最适合您的单元格的配置文件、如果没有关闭的位置、则偶尔我们可以对您的单元格进行特征分析并更新数据库。  实际的 OCV 曲线不是公开的、也不是 IT 计量用户查看的曲线。  

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    谢谢 Dmax、

    现在这是有道理的、但并非完全如此。

    考虑到您所采用的示例、  

    如果在50% DOD (新电池)下-我的 OCV 为3.4V (例如)。 然后、我将进行仿真并获取 RemCap。 有道理。

    在50% DOD (旧电池/老化电池)下-如果我使用相同的 OCV - DOD 曲线、则 OCV 读数将再次为3.4V。 如果我运行仿真、RemCap 会相对于新电池减小、因为随着电池老化、内部阻抗会增加。

    但在本例中、Qmax 降至800mAh。 因此、当我们以50% DOD 测量 OCV 时、新旧电池的 OCV 读数相同、但它们具有不同的容量、换句话说、50%相对于 Qmax。 我不理解 Qmax 在确定 DOD 以及 OCV DOD 曲线在电池老化时是否发生变化方面的作用。  

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    您好、Rushi、

    否、OCV DOD 曲线不会随年龄而变化。  Qmax 不用于确定 DOD。  不过、DoD 用于确定 Qmax。

    这些视频可能有助于消除您对 Qmax 及其计算和使用方式的困惑:

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    尊敬的 Dmax:

    我之前已经观看过该视频、现在又再次观看了该视频。 我这次试图更清楚地解释我的疑问。

    DoD =(PassedCharge / Qmax)*100;这将为我们提供 DOD %。 但 DOD %取决于 Qmax

    2.在运行时将在宽松状态下获取两个 OCV 读数时更新 Qmax。 因此、对于旧电池、假设 Qmax 从1000mAh 的新电池降低到800mAh。  

    3.现在,我的电池已充满电,因此它的读数将为 DOD = 0 (或 SOC = 100)。 但旧电池中的完全充电电流仅为800mAh。 如果我参考 OCV 曲线、我将读取4.2V (满充电电压)。 基本上、电池的使用时间无关紧要、在100% SOC 时、它将始终读取4.2V。 我是对的吗?

    任何 SOC 都是如此。 即 、无论老化如何、新电池和旧电池对应50% SOC 的 OCV 电压都是相同的-即使50%意味着不同的容量也是如此。

    如果是这种情况,那么我就认为内部阻抗是唯一考虑老化现象的因素,但一切都是一样的。 因此、如果我以50% SOC 运行仿真、对于新电池(1000mAh 满容量)、它将显示<500mAh RemCap。 如果我在50% SOC 上对旧电池(800mAh 满容量)进行相同的仿真(相同的负载和温度)、即使 OCV 读数相同、它也会显示<400mAh RemCap。 因此、唯一变化的是内部阻抗 R 和 OCV 保持不变。 我是否理解正确?

    内部阻抗听起来很简单、很有趣。 希望我能很好地理解。

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    您好、Rushi、
    您的理解基本上是正确的、但我必须区分 DOD 在实际 IT 实施中不仅仅是 SOC 的倒数。 在该视频中、我们声称它是过度简化的、但实际上 DOD 是放电的绝对深度、而监测计报告的 SOC 实际上是相对充电状态。 100% SOC 实际上不是0% DOD。 仅当您精确地充电至整个电池电压并在 C/100的收尾电流下停止充电时、才可实现0% DOD。 实际上、在实际的系统中、它不会充满电。 此外、0% SOC 与100% DOD 不同、因为100% DOD 表示完全放电时所达到的深度、在可忽略不计的电流下完全放电至<3V/节。 这种高放电状态在系统正常使用期间是无法实现的、因为他们希望在通常高于3V/节的电压下以及在负载下报告0% SOC。 即使您在负载下放电至3V、一旦负载被移除、电压也会放松至高于3V、这意味着它实际上并不是100% DOD。 因此、SOC 是"相对"的、因为它取决于用户和系统。 DoD 是绝对的、因为电池化学家使用它来表示完全充满能量和完全没有剩余能量之间的位置。 在固件中、DOD 实际上被跟踪为介于0和16384之间的值、而不是百分比。
    以下是该算法可能如何工作的另一个示例:
    监测计通过进行 OCV 测量并将其转换为 DOD 进行初始化。 这是一个锚点、我们将其称为 DOD0。
    现在、电流开始流动、监测计通过库仑计数跟踪该流动。 它始终跟踪 PresentDOD = DOD0 + PassedCharge / Qmax*2^14。 是的、如果 Qmax 不正确、则 PresentDOD 将会出错、但幸运的是、Qmax 会随着时间的推移而变化非常缓慢、监测计会定期和机会主义地学习、正如您之前提到的那样。
    现在、监测计如何在任何给定时间获得 SOC。 它将定期运行从 PresentDOD 到用户将其配置为空(CEDV 监测计中的 EDV、但会终止其监测计中的电压)的负载放电电电压曲线仿真。 这是使用内部阻抗曲线的 Ra 表的地方、因为它需要计算每个 DOD 的负载电压、即 OCV - I*Ra。 它计算了从 PresentDOD 提取多少 mAh、直到为空。 这会随负载、I 和电阻而变化(也会随温度、使用寿命和 DOD 而变化)。 这就是如何计算 RemainingCapacity 的方法。 它还需要确定 FullChargeCapacity (FCC)、这类似于另一个仿真、然后 SOC = RemainingCapacity/FCC。
    这些仿真仅在必要时定期完成(例如、每当负载或温度或其他因素发生变化时)、在仿真之间、RemCap 和 SOC 会根据库仑计数进行更新。
    这是解释它的一种方法、我希望它能有所帮助。 有关其他方法、请参阅此应用手册:
    www.ti.com/.../slua450.pdf
    这是一个复杂的主题、但希望这能为您提供更多见解。
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    尊敬的 Dmax:

    我想我的问题已经得到了解答。 感谢你能抽出时间。

    此外,据我所知,这是一个只具有电阻的简单电池模型。 没有1-RC 或2-RC 模型。 并且您会定期更新内部阻抗、这也会导致老化。 这是正确的理解吗?

    据报告、新电池的精度误差高达1%、旧电池的精度高达2%。 这些数字是否同样适用于电池组级别? 我想将 bq34z100-G1用于我的应用。   

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    您好、Rushi、
    你是对的。 主要的 IT 算法仅使用实际电阻来仿真放电、尽管我们针对其他功能和其他一些算法对瞬态行为进行了建模。
    即使在电池组级别、通过适当的配置、这些最大误差也是可以实现的。
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    这是一个神话般的阅读! 我们中的一些人正在关注... 感谢您花时间和耐心地学习这些基本原理。