應用Impedance TrackTM技術的電池電量計同時采用了庫倫算法和電池電壓算法進行電量計算,可為目前市面上各種類型的蓄電池提供最精準的充電指示。
在電池管理電量計論壇中,我們發現這樣一個問題:有時在電池管理系統中設計電量計時,很難知道該從何處下手。我們在監測參數計算器(GPC)工具、循環學習、低溫性能調整(RbTweak)、熱模型下量產文件(Golden file)的生成等很多方面均碰到了問題。
我將在本文逐一解釋上述術語和工具。希望在您讀完本文后,可以從TI商店購買一個評估模塊(EVM),完成一次循環學習,并為您的電池生成一份專屬量產文件。
我們先簡要介紹一下電池。電氣工程師通常將鋰電池視為直流(DC)電源,亦或是復合模型下帶部分內阻的直流電源。但很多情況下,電池的復雜程度卻與復合模型相當。在讀研究生期間,我曾經學習過電池方面的知識,但直到進入TI工作之前,我也是僅僅將電池視為是一種簡單的直流電模型。但是,比起直流電源供應系統,電池可復雜的多。可以說,電池是一個帶有復雜老化特性的復雜電化學設備。
任何一款阻抗追蹤設備的評估模塊(EVM)均可使您通過使用相關工具了解和學習電池的特性。想要了解電池特性,您將需要收集一些基礎數據:一些關鍵參數如電壓、電流、電池溫度,電池在充電、放電和靜置狀態下性能隨時間推移的變化。EVM的集成式電量計包含了一個模擬前端(AFE),以每秒至少一次的頻率收集并更新測量數據。
bqStudio的Registers tab通過EV2300或EV2400的內置集成電路(I2C)、HDQ協議和智能管理總線(SMBus)接頭從電池電量計中獲取數據,并與相對應的產品EVM進行交接。bqStudio有一個開始記錄按鈕,對于其所支持的設備,可每隔四秒鐘將從設備中獲取的測量數據(具體時間間隔可在參數菜單中進行設置)保存至一個特定的記錄文本文檔中。有了bqStudio的記錄功能,您可以在電池的充電循環、放電循環、電池靜置或三種情況的任意組合狀態下進行數據的收集。電池電量計應用工程師們通常將這個記錄日志稱為IVT日志。
化學類型
在開始使用阻抗電池電量計之前,您首先需要確認電池的化學類型。bqStudio產品附帶的化學插件包括了一個大型數據庫,里面有名稱、數字和文本等信息。其中數字代表了電池的化學ID(chemID)。
化學ID從100到9000編號,在知道了電池的化學ID后,您就可以將該特定的化學ID編入您的集成式電量計中。這是進行電池循環學習和生成可用于生產的量產文件(Golden file)之前的必要步驟。如果在bqStudio附帶化學插件中找不到特定的化學ID,您可以下載最新的bqStudio化學更新文件。
循環學習
為了生成量產文件,您需要先獲得化學ID并完成編程步驟。阻抗追蹤電池電量計可更新剩余化學總電量及電池在放電時產生的阻抗。為了優化電池電量計算精度,我強烈建議在開發的過程中進行一次電池循環學習步驟,以適應電量計的內部參數,并可緊密追蹤電池的阻抗值和化學電容量。電池的化學容量及電阻值在TI文件中的Qmax表和Ra表列出。學習循環中,您可在獲得相關的IVT日志后,借助GPC“goldenizer”工具找到Qmax表和Ra表。博文“如何運行阻抗追蹤電池電量計的學習循環”詳細介紹了ROM類電池電量計有關學習循環的知識。
量產文件(Golden file)
量產文件是阻抗電源電量計編程設計生成的最終產品文件。該文件包括優化電池和優化系統設置。將電池電量計想象成是系統與電池之間的“聯姻”。此文檔有諸多特色功能,可在基于負載動態、系統硬件、電阻追蹤及溫度瞬變等系統動作的前提下提供最精準的電池狀態。技術參考手冊中記錄了很多特色功能,并提供了相關的參數數據用于調節。一旦生成了量產文件,您就可以進行系統或電池組的大批量生產。
只要正確設置,阻抗追蹤電池電量計可為您的設備提供最精準的電量狀態(SOC)。我們擁有一個龐大的工具系統,可助您調整、調節電池電量計設備,使之適配您的系統。我的目的是希望通過本文的解釋,可以使大家在整合工具生態系統的各個部分時,減少在這方面的疑惑。
審核編輯:何安
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