利用阻抗跟踪电量计改善电池备用系统的LiFePO4电池平衡

电池平衡

就3节或者4节串联电池而言，应仅在电池备用电源应用中使用内部电池平衡。这是因为，利用外部电池平衡时，相邻的电池无法得到正确的平衡。但是，在2节串联电池组中，允许使用外部电池平衡。由于备用电池大多数时候均处于休息状态，充电时间较少，因此需要正确地平衡相邻电池2。

如前所述，必须对增强型bq20z45-R1固件的数据闪存参数进行修改，以用于电池备用电源应用，并适应设计人员的特殊电池组特性（本文中为化学ID404）。增强型固件提供对整个休息期间OCV值的加权测量，并在充电完成后首次OCV测量以后立即锁定电池平衡计算。另外，它在上电以后或者重置状态下，让不合格范围内的电池平衡失效。

建议定期放电来更新Ra-表值。放电期间SOC每变化约11%便对这些值进行更新（例如：89%、78%、67%等）。

另外，利用电量监测计的备用电量功能，可估算和补偿随时间而产生的电池电量损失。补偿电量损失的另一种方法是让主机系统进行计算。如果系统将在没有Qmax更新的情况下工作，则主控制器必须通过在充电完成以后发布IT激活命令（0x0021）来确保没有出现Qmax更新。

无增强型固件时的离线电池平衡

TI的bq20z6x/7x/8x/9x器件没有LiFePO4电池增强型固件。如果这些器件用于待机应用中，则在正常工作期间必须关闭平衡功能。通过设置最小电池偏差为0可以实现这个目标。如果主机系统确定电池随时间而出现错配，则应采取如下步骤：

1、    设置最小电池偏差为1909（或者《参考2》中计算的任何正确值），开启电池平衡。
结合前面所述事件和条件，采取步骤2到6，以确保有效Qmax更新。
2、    电池完全放电，并允许电池休息5小时5分钟（或者5分钟以上，设置“Qmax最大时间”）。一旦在零电量时出现这种电池休息，则可通过测量每节电池的电压来准确估算SOC。
3、    将电池完全充电，以允许在整个充电周期进行电池平衡。
4、    充电完成以后，主机系统应发送一条IT激活命令，读取电池电压，然后决定是否需要另一个深度放电平衡周期和休息。
5、    如果需要另一个平衡周期，则马上开始完全放电，并如前所述在零电量时要求再休息5小时5分钟。
6、    在确定需要正确平衡的电池以后，应再把最小电池偏差设置为0，以使电池平衡失效。

结论

TI的阻抗跟踪电池电量计技术是一种自适应计量算法，它可以在整个电池寿命周期对电池SOC进行准确的测量。但是，在电池备用电源应用中，为了获得最佳的运行效果，我们需要考虑一些问题，并做出一些修改。本文介绍了如何利用TI的LiFePO4电池增强型bq20z45-R1固件，实现正确的电池平衡，以及获得可靠的Qmax更新，从而达到最佳的准确性。

参考文献

1、《在浅放电应用中对TI的LiFePO4电池阻抗跟踪TM电池电量计进行微调》，作者  Keith James Keller，刊发于《模拟应用杂志》（2011年第1季度），网址：www.ti.com/slyt402-aaj
2、《使用外部MOSFET实现快速电池平衡》，作者Simon Wen，刊发于《应用报告》，网址：www.ti.com/ slua420-aaj
3、《bq20zxx产品系列阻抗跟踪TM电池电量计算法理论与实现》，刊发于《应用报告》，网址：www.ti.com/  slua364-aaj
4、《电池备用存储系统的电量计考虑》，作者Keith James Keller，刊发于《模拟应用杂志》（2010年第1季度），网址：www.ti.com/slyt364-aaj

相关网站
电源管理：
www.ti.com/power-aaj
www.ti.com/bq20z45-r1-aaj
www.ti.com/bq20z70-v160-aaj
www.ti.com/bq20z80a-v110-aaj
www.ti.com/bq27520-g3-aaj
www.ti.com/bq27541-g1-aaj
bq评估软件工具下载地址：
www.ti.com/bq20z45-r1-bqeasy-sw-aaj
bq评估软件工具电量监测计化学更新器下载地址：
www.ti.com/gasgaugechem-aaj
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