如何對淺放電應用中磷酸鐵鋰 (LiFePO4) 電池使用的TI 阻抗跟蹤電池電量計進(jìn)行微調

實(shí)例 2 數據閃存參數修改

在使用帶有一個(gè) 5-mΩ 檢測電阻器的 1100-mAh 電池設計方案中，可以使用相同方法計算得到 Qmax 更新的超時(shí)期間：

10 μV/5 mΩ = 2-mA 補償電流。

1100 mAh × 1% = 11 mAh。

11 mAh/2-mA 補償電流= 5.5 小時(shí)。

這種情況下，需要放寬容量誤差百分比，以增加 Qmax 超時(shí)。將“最大容量誤差”（從 1% 的默認值）修改為 3%，得到：

1.1 Ah × 3% = 33 mAh

其會(huì )增加 Qmax 不合格時(shí)間到：

33 mAh/2-mA 容量誤差=16.5 小時(shí)。

需要將“DOD 容量誤差”設置為 2 倍“最大容量誤差”，因此可以將其改為 6%（默認值為 2%）。

根據通過(guò)電荷的百分比，需要按比例減小“Qmax 濾波器”的默認值 96：

“Qmax 濾波器”=96/(37%/10%) = 96/3.7 = 26

表 2 顯示了電量計評估軟件中典型的數據閃存參數，必須對其進(jìn)行修改以實(shí)現淺放電 Qmax 更新。這些特殊參數均為受保護（歸為“隱藏”類(lèi)），但可以由 TI的應用人員解鎖。本表格所用舉例電池組為前面所述電池組，其為一種使用A123 1100-mAh 18650 LiFePO4/碳精棒電池（化學(xué) ID 為 404）的 3s1p 電池組。

表 2 根據系統使用情況可以由 TI 應用人員修改的一些受保護數據閃存參數

1、 該參數在黃金影像 (golden image) 過(guò)程期間很重要。如果使用的是標準 4.2-V 鋰離子電池，且僅將其充電至 4.1V 系統電平，則在電池充電至 4.2V 以后進(jìn)行首次 Qmax 更新仍然必要，目的是滿(mǎn)足 90%容量變化的要求。根據電量計設定的化學(xué) ID 編碼，對規定電池容量即“設計容量”和估計 DOD 的容量變化進(jìn)行開(kāi)始和結束點(diǎn)檢查。

2、 計算 Qmax 時(shí)，寬范圍溫度變化會(huì )引起誤差。在高或低溫下正常工作的系統中，對該參數進(jìn)行修改是必要的。

Qmax 更新事件

下列事件描述了實(shí)例 1 和 2 所述數據閃存參數改變以后，實(shí)現一次 Qmax 更新的一種實(shí)用方法。

1、電池電壓位于圖 2 所示低關(guān)聯(lián)誤差窗口內時(shí)應該開(kāi)始一次 Qmax 更新。設計人員的自有算法可用于將電池放電/充電至這一范圍內。

2、本實(shí)例中，為了進(jìn)入該有效測量范圍（化學(xué) ID 為 404），所有電池電壓都必須大于或者等于 3309mV，且小于或者等于 3322mV。如果常規放電期間電池電壓恰好位于有效范圍以外，則在 18000 秒設定“OCV 等待時(shí)間”以前必須開(kāi)始另一個(gè)放電或者充電周期。如果 6 小時(shí) 10 分鐘以后，所有電池電壓均在 3309 到 3322mV 范圍內，則進(jìn)行了一次正確的 OCV 測量。

3、下一步是對電池完全放電。一旦電池充滿(mǎn)（即 100% SOC），其在進(jìn)行第二次OCV 測量以前應該再休息 6 小時(shí) 10 分鐘。之后，Qmax 值被更新。如果充電進(jìn)行了約 2 小時(shí)，則超時(shí)期間至少需要 8 小時(shí)。由實(shí)例 2 中 16.5 小時(shí)超時(shí)期間的計算，我們知道時(shí)間綽綽有余，額外多出 8.5 小時(shí)的緩沖時(shí)間。

4、電量計處在開(kāi)啟模式下時(shí)向電量計發(fā)布一條 ResetCommand (0x41)，可以重置 OCV 計時(shí)器。

表 3 顯示了使用舉例電池組配置時(shí)如描述的那樣循環(huán)操作電池所得到的結果。

表 3 全周期和淺充電 Qmax 更新的結果

1從耗盡充電到充滿(mǎn)

結論

TI 的阻抗跟蹤技術(shù)是一種非常精確的算法，用于通過(guò)電池使用時(shí)間來(lái)確定電池SOC。在一些磷酸鐵鋰電池應用中，利用一段時(shí)間的閑置來(lái)對電池進(jìn)行完全放電是不可能的，因此研究一種 Qmax 更新的淺放電方法是必要的。本文介紹了實(shí)現一次淺放電 Qmax 更新需要考慮的因素和數據閃存編程配置。對這些參數的修改，必須由 TI 應用人員根據系統配置和要求批準之后才能進(jìn)行。