如何精確預測便攜式設備的電池剩余電量和運行時(shí)間

　　圖1顯示了電池總容量測量的更新。電池總容量是通過(guò)電池在充放電前后電壓的變化足夠小、處于全空閑狀態(tài)時(shí)，在P1和P2處的兩個(gè)OCV讀數計算得出的。在P1處電池完成放電之前，SOC值可由下式得出：
　　SOC1=Q1/Qmax

　　電池完成放電且通過(guò)電荷為DQ時(shí)，SOC值可由下式得出：
　　SOC2=Q2/Qmax
　　兩個(gè)等式相減，得出：

　　其中，△Q=Q1-Q2

　　式中，通過(guò)分別在P1處和P2處測量電池的OCV，可由電池OCV以及SOC之間的相關(guān)性得出SOC1和SOC2。從該等式可以看出，無(wú)需經(jīng)歷完全的充放電周期即可確定電池總容量。

　　在接入了外部負載之后，可以通過(guò)測量出在負載條件下的電池電壓差來(lái)測量每節電池的阻抗。壓差除以接入的負載電流，就可以得出低頻電池阻抗。

　　此外，當采用描述溫度效應的模型進(jìn)行測量工作時(shí)，阻抗的大小與溫度高低有關(guān)。有了該阻抗信息，就可以對終止電壓進(jìn)行預測，從而可以精確計算所有負載或溫度下的剩余電量。有了該電池阻抗信號，通過(guò)在固件中使用一種電壓仿真方法就可以確定剩余電量。該仿真方法先計算出當前的SOCstart值，然后計算出在負載電流相同且SOC值持續降低的情況下未來(lái)的電池電壓值。當仿真電池電壓低于電池終止電壓(典型值為3.0V/每節)時(shí)，獲取與此電壓對應的SOC值并記做SOCfinal。剩余電量RM可由下式得出。

　　RM=(SOCstart-SOCfinal)×Qmax

　　圖2說(shuō)明了由基于實(shí)時(shí)更新電池阻抗的電量監測計bq20z80如何精確地預測電池的剩余電量。對剩余電量預測的誤差不到1%，該誤差率會(huì )貫穿于整個(gè)電池組的使用壽命。

　　結論

　　基于阻抗跟蹤技術(shù)的電池電量監測計綜合了基于庫侖計數算法與基于電壓相關(guān)算法的優(yōu)點(diǎn)，從而實(shí)現了最佳的電池電量監測精確度。通過(guò)測量空閑狀態(tài)下的OCV，可以得出精確的SOC值。由于所有自放電活動(dòng)都在電池的OCV降低過(guò)程中反應出來(lái)，所以無(wú)需進(jìn)行自放電校正。當設備的運行模式為活動(dòng)模式且接入了負載，便開(kāi)始執行基于電流積分的庫侖計數算法。通過(guò)實(shí)時(shí)測量實(shí)現對電池阻抗的更新，而且通過(guò)阻抗跟蹤技術(shù)還可以省去耗時(shí)的電池自動(dòng)記憶周期。因此，在整個(gè)電池使用周期內都實(shí)現了1%的電池電量監測精度。