This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] BQ76952:电池平衡问题

Guru**** 1860360 points
Other Parts Discussed in Thread: BQSTUDIO, BQ76952EVM
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/1433019/bq76952-cell-balancing-issues

器件型号:BQ76952
Thread 中讨论的其他器件:BQSTUDIO

工具与软件:

尊敬的 TI 团队:

如果将电池插入使用 BQ7695202PFBR IC 的电路板中、则会发生电池故障。 电路板未开启、但保护器 IC 通过电池组的检测连接器供电。 我们正在使用12S1P 锂聚合物电池组、并观察到以下两种故障模式:

  1. 一个电芯在0.000V 时完全耗尽、而另一个电芯不平衡。
  2. 所有电池都不平衡、并耗尽至2V 左右。

以下是两个电池组的电池电压。 第一个电池组说明第一个故障模式、第二个电池组说明第二个故障模式。

电池1:

电压

电压(V)

1.

3.712.

2.

3.380

3.

3.711.

4.

3.213.

5.

0.000

6.

3.704.

7.

3.613.

8.

3.694.

9.

3.689.

10.

3.694.

11.

3.710.

12.

3.719.

电池2:

电压

电压(V)

1.

1.048.

2.

2.197

3.

1.631.

4.

2.188.

5.

2.320

6.

1.781.

7.

2.174.

8.

2.272.

9.

2.095

10.

2.259.

11.

1.807.

12.

1.391.

这里是我们的电路。 我还附加了一个 Excel 工作表、其中显示了我们的器件配置。

e2e.ti.com/.../BQ76952-Protector-Setting-Configuration.xlsx

我尝试通过让电池插上18小时并使用 BQStudio 记录电池电压来重现问题。 电路板未打开(即仅为保护器 IC 通电)、并且我仅故意将电芯6放电至4V。 下面是测试图。

通过18小时的测试可以得出以下三个重要结论:

  1. 虽然我无法重现问题、但我发现 IC 仍然无法将电池平衡至10mV 的差值  Settings:Cell Balancing Config:Cell Balance Stop Delta (Relax)  设为10mV。
  2. BQStudio 报告 IC 处于睡眠模式、因此电流消耗应处于微安范围内。 但是、我在 R14上测量到648mV 的压降、这表示6.48mA 的电流消耗。
  3. 即使电芯6未主动放电(即 IC 未对内部放电 FET 进行 PWM)、我也看到恒定的寄生消耗约为0.04V / 20欧姆= 2mA。 我通过测量20欧姆串联电阻器上的压降以及使用 电池包检测线上的电流探头来测量该电流。 两次测量都一致认为、电池中的2mA 消耗量确实恒定。 这也通过以下事实证实了这一点:电芯6的电压会随着时间的推移而降低(如上图所示)。

请提供任何可帮助我们确定这些电池故障的根本原因的见解。

谢谢!

Zaya

  • 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。

    您好、Zaya、

    感谢您分享原理图、配置文件和观察结果。 请给我一些时间来回顾它。 该先前的论坛也可能对您有所帮助: BQ76952:电池平衡

    此致、
    Alexis

  • 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。

    您好、Zaya、

    我注意到在原理图中、您似乎没有将任何东西连接到 DSG 引脚。 这是故意的吗? 如果没有通往 DSG 引脚的路径、则没有放电保护。  

    此外、您是否可以尝试使用子命令 CB_ACTIVE_CELLS()并获取该命令的日志以查看它是否实际尝试进行平衡? 电池放电速度可能会超过其平衡速度。 表10-1. 主机控制型电池平衡子命令 提供的 帮助实现这一点。

    另一个可能影响电池平衡的因素是温度。 如果温度高于或低于 Settings:Cell Balancing Config:Min Cell Temp / Settings:Cell Balancing Config:Max Cell Temp 、设备也将禁用平衡。 您是否知道温度是否在正确的范围内?

    此致、
    Alexis

  • 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。

    尊敬的 Alexis:

    感谢您的观看!

    我们没有将任何元件连接至 DSG 引脚、因为我们的放电保护是在其他地方实施的。

    我可以确认 IC 是否尝试平衡电芯、因为我使用电流探头和示波器看到了电芯的 PWM 电流。 下面是电芯1的示例捕获。

    第一张图显示了电芯1放电时的 PWM 电流。 第二个图显示了当电芯2放电时通过电芯1的返回电流。 IC 会交替放电偶数和奇数电池。 根据我对 IC 的理解、我在这里并没有看到任何异常情况。 您能确认吗?

    我想重申一点、电池的放电速度不会超过 IC 能够平衡它们的速度、因为在此测试期间没有负载(即我们所在的位置) 放松 MODE)。 由于插入电路板(电路板断电)产生的寄生电流、电池的电压会降低。 仅保护器 IC 通电(通过电芯电压检测导线)。

    BQStudio 报告 IC 和电池热敏电阻的合理温度(分别为32.8C 和28.7C)。 未使用的热敏电阻输入报告-273.2C。

    此致!

    Zaya

  • 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。

    您好、Zaya、

    感谢您分享这些波形以及检查温度。 我知道没有负载、但是插入电路板会产生的寄生功耗异常大。  您能否更改 IC、看看情况是否仍然如此?  

    此外、您分享的有关在18小时 负载测试中使用电池的图像已经显示了 其他电池(电池6除外)不平衡。 从配置文件中可以看到、当最低电压高于~3.5V 时、您已开始进行平衡。 我们建议 及早开始平衡、以便电池不会有如此大的差异、因为这会使平衡变得更困难、尤其是在有负载的情况下。  

    此致、
    Alexis

  • 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。

    尊敬的 Alexis:

    感谢您的答复。

    我已经使用 BQ76952EVM 评估模块进行了类似的实验。 我发现、在对电池进行平衡时、IC 仅消耗276uA 的电流  放松 MODE。

    一旦我了解到 IC 为什么在我们的设计中消耗如此多的电流、我将与您联系。

    此致!

    Zaya

  • 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。

    您好、Zaya、

    谢谢您让我知道。  

    此致、
    Alexis

  • 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。

    您好、Alexis、

    我尚未弄清楚为什么我们的设计使 IC 消耗的电流高于预期、但我使用 BQ76952EVM 评估模块运行了另一个测试。 该测试旨在表征具有低充电状态电池被长时间插入时 IC 的性能。 请查看下图。

    图中的红线指示 IC 何时应停止对电池进行平衡(电压为3.5V)。 根据此测试的结果、我有几个问题:

    1. 在电池达到3.5V 之前、差值开始超过20mV 最小差值设置。 这是预期行为吗?
    2. 尽管评估板上的 IC 电流在数百微安的范围内、电池电压也会大幅下降。 为什么电芯放电这么快? 是因为电芯靠近放电曲线的"拐点"、也就是说即使很小的电流消耗也会导致电芯电压快速下降? 在这些情况下、IC 是否在自主模式下不会切换到较低的电流模式?

    再次感谢您的帮助!

    此致!

    Zaya

  • 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。

    您好、Zaya、

    感谢您向我展示这些图形。

    1.根据您共享的配置文件设置;我想说这是预期的。 您的 Cell Balance 最小增量 为20mV。 这意味着最大和最小电芯电压必须大于20mV、才能开始自动电芯平衡。 这篇之前的论坛博文 Cell Balancing介绍了某些设置如何工作的详细信息。 本 电池平衡(带 BQ769x2电池监控器) 应用手册还可用于解释我们器件的电池平衡。

    2.它在很大程度上取决于电池本身。 电池可能具有不同的容量、充电状态、阻抗以及在充电/放电期间暴露的不同应力。

    还有一点需要注意的是、我相信您已经注意到了 Cell Balance Min Cell Voltage 设置为3500mV。 在不充电/放电时、如果最小电芯电压低于该值、则会禁用自动电芯平衡。

    对于正常模式以外的模式、我们的器件具有较低的电流。 第13节:器件功能模式 BQ76952数据表中的 对其进行了简要说明和 第7.5节电源电流 在这些模式下通常提供不同的电流。 根据您的配置、您可能会让器件"切换"至较低电流模式、但是、在可能不需要的过程中会放弃某些监控/保护。

    此致、
    Alexis