創(chuàng)建安全和健康電池組所需的兩個(gè)元件介紹

在這篇文章中，我將介紹創(chuàng)建安全和健康電池組所需的其它兩個(gè)元件：采集電池組中每節(jié)電池的診斷信息，并提供保護(hù)功能的監(jiān)視器，以及智能計(jì)算電池荷電狀態(tài)和健康水平的電量計(jì)。

監(jiān)視器（模擬前端 (AFE)）

由于保護(hù)功能是所有電池組電子元件的主要功能，一般的電池組器件都配備有某些級(jí)別的保護(hù)功能。例如，一個(gè)電池監(jiān)視器（模擬前端 [AFE]）被設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)以下功能，或混合功能：

測(cè)量單節(jié)電池電壓、電池組電流和電池組溫度（通過(guò)一個(gè)單獨(dú)的溫度傳感器測(cè)量）。

驅(qū)動(dòng)一個(gè)為其它組件供電的集成LDO，比如說(shuō)電量計(jì)或微控制器 (MCU)。

驅(qū)動(dòng)一個(gè)電池平衡網(wǎng)絡(luò)，以確保電池組中的每節(jié)電池在充電時(shí)保持一致。

驅(qū)動(dòng)充電 (CHG) 和放電 (DSG) FET來(lái)保護(hù)電池組。

提供包括電壓和電流保護(hù)功能在內(nèi)的混合硬件保護(hù)功能。

如你所見(jiàn)，監(jiān)視器提供針對(duì)電池組的關(guān)鍵功能。這些功能使得監(jiān)視器對(duì)于電池組來(lái)說(shuō)極其重要；然而，需要注意的一點(diǎn)是，并不是所有的應(yīng)用都需要獨(dú)立監(jiān)視器。某些電池節(jié)數(shù)量較低的應(yīng)用（少于5節(jié)電池）不使用監(jiān)視器；而使用的是諸如bq40z50-R1等包含監(jiān)視功能的多合一電量計(jì)（保護(hù)器、監(jiān)視器和電量計(jì)）。此外，所有監(jiān)視器需要某些形式的主機(jī)、MCU或電量計(jì)來(lái)對(duì)其進(jìn)行控制，并且接收電池節(jié)測(cè)量數(shù)據(jù)等通信信息。

電量計(jì)

現(xiàn)在，我們來(lái)談一談電量計(jì)到底是什么器件，以及如何選擇一款電量計(jì)。一個(gè)電量計(jì)就意味著要去。。。計(jì)量。換句話(huà)說(shuō)，它的工作就是估計(jì)或確定某些參數(shù)的幅度、數(shù)量或大小。在一個(gè)電池組中，電量計(jì)計(jì)算2個(gè)東西：荷電狀態(tài) (SOC) 和健康狀態(tài) (SOH)。SOC是指電池內(nèi)支持系統(tǒng)運(yùn)行的所剩電量，而SOH是電池壽命的測(cè)量值，并決定是否需要更換。然后，這個(gè)電量計(jì)將知道何時(shí)提示系統(tǒng)注意這些數(shù)值，這樣的話(huà)，用戶(hù)就可以采取正確的操作了。在選擇電量計(jì)時(shí)，你可以采取以下3條途徑中的任何一個(gè)，可以選擇：

一個(gè)多合一電量計(jì)（配備有監(jiān)視器 (AFE)，以及某些種類(lèi)的保護(hù)）

一個(gè)不執(zhí)行任何監(jiān)視或保護(hù)功能的分立式電量計(jì)。

一個(gè)MCU。

分立式電量計(jì)是具有特殊固件，能夠執(zhí)行電量計(jì)量活動(dòng)的器件。選擇MCU，而不選擇電量計(jì)將取決于你在電量計(jì)量算法開(kāi)發(fā)方面的經(jīng)驗(yàn)，或者說(shuō)，你是否更喜歡使用準(zhǔn)確的、現(xiàn)成可用、易于上手的器件。TI擁有大量的支持不同算法的產(chǎn)品組合，每一種算法都有其自身的復(fù)雜度和精確度等級(jí)。例如，我們的Impedance Track? 算法，能夠提供非常精密的準(zhǔn)確度，誤差率為1%。

需要知道的最后一件事情就是，在電池組內(nèi)，分立式電量計(jì)對(duì)監(jiān)視器所發(fā)揮的作用。在這個(gè)情況下，電量計(jì)是控制監(jiān)視器的大腦，并且完成設(shè)定保護(hù)閥值或驅(qū)動(dòng)保護(hù)FET等操作。

我們來(lái)回顧一下這個(gè)系列，總結(jié)其中所講的內(nèi)容。所有電池組具有3個(gè)基本功能：保護(hù)、監(jiān)視和電量計(jì)量。電池組可以包含一個(gè)單芯片解決方案（例如bq40z50-R1）或一個(gè)多芯片解決方案；這二者均有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)。電池組中的保護(hù)功能也許是一個(gè)獨(dú)立器件，或者包含在電量計(jì)或監(jiān)視器中。出于冗余的目的，硬件和固件保護(hù)能夠一起工作。監(jiān)視器依賴(lài)主機(jī)實(shí)現(xiàn)通信的目的，而一個(gè)電池組需要具有某種電量計(jì)量算法的電量計(jì)或MCU。

審核編輯：郭婷