如何精確預測便攜式設備的電池剩余電量和運行時間

　　圖1顯示了電池總容量測量的更新。電池總容量是通過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，在P1和P2處的兩個OCV讀數(shù)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電荷為DQ時，SOC值可由下式得出：
　　SOC2=Q2/Qmax
　　兩個等式相減，得出：

　　其中，△Q=Q1-Q2

　　式中，通過分別在P1處和P2處測量電池的OCV，可由電池OCV以及SOC之間的相關性得出SOC1和SOC2。從該等式可以看出，無需經(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，可以通過測量出在負載條件下的電池電壓差來測量每節(jié)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行測量工作時，阻抗的大小與溫度高低有關。有了該阻抗信息，就可以對終止電壓進行預測，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(xù)降低的情況下未來的電池電壓值。當仿真電池電壓低于電池終止電壓(典型值為3.0V/每節(jié))時，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說明了由基于實時更新電池阻抗的電量監(jiān)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%，該誤差率會貫穿于整個電池組的使用壽命。

　　結論

　　基于阻抗跟蹤技術的電池電量監(jiān)測計綜合了基于庫侖計數(shù)算法與基于電壓相關算法的優(yōu)點，從而實現(xiàn)了最佳的電池電量監(jiān)測精確度。通過測量空閑狀態(tài)下的OCV，可以得出精確的SOC值。由于所有自放電活動都在電池的OCV降低過程中反應出來，所以無需進行自放電校正。當設備的運行模式為活動模式且接入了負載，便開始執(zhí)行基于電流積分的庫侖計數(shù)算法。通過實時測量實現(xiàn)對電池阻抗的更新，而且通過阻抗跟蹤技術還可以省去耗時的電池自動記憶周期。因此，在整個電池使用周期內(nèi)都實現(xiàn)了1%的電池電量監(jiān)測精度。