一种精确预测便携式设备的剩余电池电量和运行时间的方法

在负载条件下的电池电压差来测量每节电池的阻抗。压差除以接入的负载电流，就可以得出低频电池阻抗。

图 2：由基于实时更新电池阻抗的电量监测计 bq20z80 算法预测的剩余电量与真正剩余电量的比较
 

此外，当采用描述温度效应的模型进行测量工作时，阻抗的大小与温度高低有关。有了该阻抗信息，我们就可以对终止电压进行预测，从而可以精确计算所有负载或温度下的剩余电量。有了该电池阻抗信号，我们通过在固件中使用一种电压仿真方法就可以确定剩余电量。该仿真方法先计算出当前的 SOCstart 值，然后计算出在负载电流相同且 SOC 值持续降低的情况下未来的电池电压值。当仿真电池电压低于电池终止电压（典型值为 3.0V/每节）时，获取与此电压对应的 SOC 值并记做 SOCfinal。剩余电量 RM 可由下式得出：

图 2 说明了 bq20z80 如何精确地预测电池的剩余电量。对剩余电量预测的误差不到 1.0%。该误差率会贯穿于整个电池组的使用寿命。
 

结论
基于阻抗跟踪TM 技术的电池电量监测计综合了基于库仑计数算法与基于电压相关算法的优点，从而实现了最佳的电池电量监测精确度。通过测量空闲状态下的 OCV，可以得出精确的 SOC 值。由于所有自放电活动都在电池的 OCV 降低过程中反应出来，所以无需进行自放电校正。当设备的运行模式为活动模式且接入了负载，便开始执行基于电流积分的库仑计数算法。通过实时测量实现对电池阻抗的更新，而且通过阻抗跟踪技术我们还可以省去耗时的电池自动记忆周期。因此，在整个电池使用周期内都实现了 1% 的电池电量监测精度。