电量计算法总结

电量计算法总结

电量计是一种非常重要的电源管理芯片,其主要负责估算电池剩余容量;其主要功能是监测电池电压,电池的充放电电流,并且能够监测电池温度,通过上述信息以及一些算法来估算电池荷电状态SOC。目前市场上主要有两种计算电池荷电状态的方法:开路电压法(OCV)和库仑计量法。

  1. 开路电压法
    用开路电压法计算电池的剩余电量,比较容易实现,一般是通过电池的开路电压与对应的荷电状态查表得到。开路电压一般是指电池空闲状态(既不充电也不放电)约超过半个小时的电池端电压;
    但是不同的负载,温度以及老化状态下,电池的电压曲线会发生变化。因此用一个固定的表不能代表不同的情境下的荷电状态,换句话说使用该方法得到荷电状态会产生很大的估算误差。
    相同的电压点,电量相差10%(网上借用的图)
    总结一下,开路电压法仅仅适用于对电池荷电状态要求比较低的系统;
  2. 库仑计量法(安时积分法)
    库仑计量法的主要原理的实现前提是能监控电池的实时电流,一般是在电池的充放电路径上串联一个检测电阻。通过ADC检测电阻两端的电压,然后就能通过该电压转换成电池正在充电或者放电的电流值,然后将该电流针对时间(RTC)作积分,从而得出充电或者放电多少库伦;
    该方法能够精确计算出电池充电或者放电的实时荷电状态。根据之前剩余电池容量来计算出当前的剩余的电量RM以及完全充电容量FCC。从而利用剩余容量RM以及完全充电容量FCC来计算出荷电状态SOC,即SOC=RM/FCC。此外其也能预估下剩余时间,例如电力耗竭(TTE)和电力充满(TTF)。
    利用库伦计量法造成准确度偏差的原因主要有两个:
    第一个就是电流监测以及ADC测量中的偏差的积累,任何精度的ADC都有精确度的问题,长时间运行之下会造成这种误差的积累,如果一直没有消除,会造成很大的偏差;为了消除该积累误差,在正常的电池操作中有3个可能的时间点:充电结束(EOC),放电结束(EOD)和休息(RELAX)。充电结束是指电池已经充满并且电池的荷电状态为100%。放电结束的条件表示电池已经完全放电,并且电池的荷电状态是0%。前两种一般使用一个电池的电压信息以及电池电流信息来表示,例如满段满足充满电电压的条件一般是电池电压大于某一值且当前的充电电流小于截止电流;而达到休息的状态是指近似没有充电和没有放电,也叫轻载状态,一般保持这种这种状态超过半个小时,此时的电池电压也就和电池的开路电压近似,如果想利用该方法来消除误差,需要搭配的电池的开路电压与电量的表;
    造成库伦计量法的准确度偏差的第二个原因是电池的满电电量所造成的误差,它主要是电池设计的容量值与电池真正的电池容量的差异。并且满电电量也会受到电池温度,老化以及负载等因素的影响。所以对满电电量的再学习以及补偿是非常关键重要的。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/weixin_43704402/article/details/107318249