摘要：DS2786是一款基于開路電壓的電量計(jì)，能夠報(bào)告鋰離子電池總儲存電量。該器件在出廠前已經(jīng)建立了理想的OCV曲線，可以精確估算Li+電池的剩余電量。DS2786 OCV電量計(jì)的精度可通過實(shí)際應(yīng)用條件下的Li+電池特性參數(shù)改善。
引言
基于開路電壓(OCV)的獨(dú)立式電量計(jì)DS2786可根據(jù)空閑狀態(tài)下電池的開路電壓估算可充電鋰離子(Li+)電池的可用電量。器件按照儲存在IC中的查找表，利用開路電壓確定電池的相對容量。DS2786出廠前，EEPROM中已經(jīng)建立了理想的OCV曲線。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中鋰離子(Li+)電池的充/放電參數(shù)獲取OCV曲線，以提高DS2786的精度。
本應(yīng)用筆記描述了基于OCV電量計(jì)應(yīng)用中獲取Li+電池參數(shù)、采集并處理數(shù)據(jù)，而后將數(shù)據(jù)載入DS2786K評估軟件的方法。
獲取Li+電池參數(shù)的步驟
1. 確定滿電量和空電量點(diǎn)
提取Li+電池參數(shù)的最佳方法是創(chuàng)建一個(gè)盡可能與實(shí)際應(yīng)用接近的環(huán)境。其中包括保護(hù)電路、放電曲線(包括實(shí)際應(yīng)用中有效電流和待機(jī)電流的典型值)以及充電曲線。因此需要模擬電池充電和放電過程，并監(jiān)控和記錄電流和電壓。
滿電量點(diǎn)(100%電量)是指充電電路對Li+電池充滿電時(shí)的容量�？针娏奎c(diǎn)(0%電量)是指有效空電量點(diǎn)、待機(jī)空電量點(diǎn)或電池中剩余的絕對電量。
2. 獲取電池參數(shù)
在基于OCV電量計(jì)應(yīng)用中提取Li+電池參數(shù)可在室溫下進(jìn)行。最好至少采用3節(jié)電池執(zhí)行下列步驟，獲取平均OCV曲線。
1. 電池充電達(dá)到滿電量點(diǎn)。
2. 電池放電達(dá)到0%，學(xué)習(xí)電池容量，以mAh為單位進(jìn)行記錄。
3. 電池充電達(dá)到滿電量點(diǎn)。
4. 電池空閑60分鐘。
5. 記錄100%時(shí)的開路電壓。
6. 以大約0.2C的速率，將電池放電5% (基于步驟2中的電池容量)。
7. 電池空閑60分鐘。
8. 記錄95%時(shí)的開路電壓。
9. 重復(fù)執(zhí)行19次6-8步驟，直到電池容量為0%。
3. 數(shù)據(jù)分析
表1為典型電池的采樣數(shù)據(jù)，由Maxim Integrated Products提供。20對電量/OCV數(shù)據(jù)分為9組，并存儲到DS2786的EEPROM。100%和0%時(shí)的對應(yīng)數(shù)據(jù)必須存儲到器件中。選取其他7對數(shù)據(jù)來近似代表全部參數(shù)。表2為挑選出的用來近似表1中數(shù)據(jù)的9對數(shù)據(jù)。圖1為表1和表2中數(shù)據(jù)的比較。
4. 表1. 典型Li+電池的OCV特性數(shù)據(jù)
表1：典型Li+電池的OCV特性數(shù)據(jù)。
表2. 存儲在DS2786中的OCV參數(shù)數(shù)據(jù)
圖1：OCV參數(shù)數(shù)據(jù)和9個(gè)近似分界點(diǎn)。
7. 數(shù)據(jù)存儲
最后一步是設(shè)置即將數(shù)據(jù)存儲到DS2786的EEPROM中。采用DS2786K評估軟件可以很容易地將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)母袷揭源鎯Φ紼EPROM中。只需將表2中的數(shù)據(jù)載入DS2786K的Parameters標(biāo)簽，如圖2 所示。此外，應(yīng)將電池容量(參見第2步)輸入Initial Cell Capacity文本框。然后點(diǎn)擊Write & Copy按鈕。確保設(shè)置電壓施加到DS2786的VPROG引腳，從而正確編程EEPROM。
圖2：DS2786K評估軟件的Parameters標(biāo)簽 。
結(jié)論
Maxim基于OCV的電量算法可精確跟蹤實(shí)際應(yīng)用中Li+電池充放電時(shí)的電池容量。只要用Maxim公司提供的評估軟件采集、存儲電池特性數(shù)據(jù)，電量計(jì)就能精確計(jì)算電池剩余電量。 |
