基于阻抗跟蹤TM電量計改善LiFePO4電池平衡

TI 的阻抗跟蹤TM電池電量計技術是一種專有算法，它可獲取隨時間變化的電量和阻抗信息，從而精確地計算出充電狀態(tài)（SOC）和剩余電量。
　　電池備用電源應用中，每隔幾天電池便會出現(xiàn)短暫的充電以對自放電進行再補充，很少會出現(xiàn)完全放電的情況。在處理這種應用時，我們需要知道一些特殊條件。使用磷酸鐵鋰（lithium-iron-phosphate，即LiFePO4）電池時，必須關閉電量計的平衡功能，或者必須使用一種增強型固件。本文將介紹一款TI專門為bq20z45-R1電量監(jiān)測計而開發(fā)的固件，它對數(shù)據(jù)閃存參數(shù)進行編程以實現(xiàn)正常電池循環(huán)和最佳的平衡結(jié)果。我們還將介紹當正常工作狀態(tài)下閉關平衡功能時實現(xiàn)離線電池平衡的一些原則。
　　圖1顯示了TI經(jīng)過約10年的分析所得出的所有鋰離子電池的單電池、開路電壓（OCV）電壓密度曲線圖與放電深度（DOD）的對比情況。（DOD剛好為1/SOC。）您可以看到，SOC曲線的很大一部分，LiFePO4電池的電壓均非常扁平。這種電壓扁平，導致很難通過阻抗跟蹤算法精確地估算電池平衡所需的SOC。在充電結(jié)束時（約0% DOD），電壓上升明顯，其導致明顯的電池到電池電壓發(fā)散，從而進一步使SOC估算和電池平衡變得更加復雜。
　　
　　圖1 鋰電池的電壓密度曲線
　　消除工作期間的Qmax更新
　　在現(xiàn)場運行時，允許無Qmax更新。盡管不要求，但是一種高度可靠電池備用電源應用的理想情況是，通過制造工藝期間的完全放電來確定封裝的Qmax。知道Qmax以后，無需再更新Qmax。
　　確定初始Qmax的事件
　　表1顯示了bq20z45-R1的典型增強型數(shù)據(jù)閃存參數(shù)，其固件為7.02版，必須通過TI的bq評估軟件工具進行修改，以實現(xiàn)一次Qmax更新。這些特殊參數(shù)均受到保護（類別為“隱藏”），但可通過TI的應用技術人員解鎖。表1的電池參數(shù)來自TI數(shù)據(jù)庫，用于404化學ID的2串聯(lián)、2并聯(lián)（2s2p）2500mAh LiFePO4電池組。該表還列舉了必須根據(jù)這些特性對數(shù)據(jù)閃存參數(shù)進行的一些修改?！癈配置運行”寄存器修改，實現(xiàn)了7.02固件提供的一些新功能。“OCV等待時間”和“最大三角V”修改，可在充電完成后立即進行OCV測量。“最大電量誤差”和“Qmax濾波器”修改，給更小電量電池的Qmax更新留出更多的時間（原因是使用18650尺寸的LiFePO4電池一般僅有1100mAh電池）