AZHU老师,帮帮忙!!想和你合作!!(电池管理高手进)

如果做NB电池,当然还是用现成的方案比较好,它们会比较成熟.
如果做特殊功能的电池,可以用单片机来做,可以实现以上所说的各种功能,还包括其它功能.
用单片机来做,并一定能便宜很多,只是可以完成一些特殊功能,比较串口通信,干节点报警,充电控制,状态指示,平衡等.
NB电池你也可以选用非TI的方案,台湾有兼容TI的芯片,价格比较低.

为什么非要找阿珠?

TO; AZHU
  正是啊!我看了你的BLOG里关于电池充电平衡的单片机实现电路,很受启发,想在设计的过程中采用能量转移型的平衡电路!请问这里面还有什么要注意的吗??  
  还有,如果我们真的能用单片机做出一套成熟可靠的电池管理电路,以后就不用小日本的了,看了你的BLOG里的很多大作,很是佩服!
我最近也一直在研究TI的EDV补偿算法,觉的他们的算法实在是太过烦琐,我想问一下,还有没有别的容量补偿算法可以用??
  恳请赐教!!

用能量转移型平衡,有许多细节的地方要注意,一定要避免因元件损坏而造成的电芯间的短路,转换效率也很重要.我现在在研发用超级电容器(而不是用变压器)来做能量转移的电路.
单片机做电池管理电路,其它人已经有不少成熟的先例了.象三星的S3F9454或PIC的单片机,都有人做过.
我个人认为如果电池型号一定的话,完全可以用电压进行剩余容量的判断,精度会在3%以内,只是在处理时需要根据电流大小对电压进行补偿.我个人还认为剩余容量精度做到很高,在实用方面并没有多大意义.

TO  AZHU:
  “我个人认为如果电池型号一定的话,完全可以用电压进行剩余容量的判断,精度会在3%以内,只是在处理时需要根据电流大小对电压进行补偿.我个人还认为剩余容量精度做到很高,在实用方面并没有多大意义’
    你说的用电压来判断剩余容量,那么在电池工作温度变化很大时,那如何来解决电池的温度补偿??
    还有用电压来判断剩余容量,当电池的循环次数越来越大,累计误差的影响会很大, 有怎么来消除累计误差??
     我理解:剩余容量精度应该对电池的使用寿命和电池的续航能力起着很重要的作用.
  恳请赐教!

温度补偿可以用查表法的方式来进行,数据量会比较大,但会比较可靠.
在每次完整放电过程中,用库仓计算法可以计算出电池的FCC值进行刷新,这样就解决了循环次数造成的容量减少问题.用电压判断出的剩余容量值,是百分比值,并不受循环次数影响.
剩余容量精度并不会影响电池的使用寿命,3%的误差对电池的续航时间精度也只有少量影响.
这类电池的最关键是解决循环寿命问题,剩余容量精度相对来说还是次要的.就拿现在的NB电池来说(我自已天天都在用NB工作),剩余容量精度做到3%以下已经足够了,而且现在的NB电池的剩余容量值跳变有时都会达到7%以上,而且用电压判断法,就不会产生剩余容量值的大台阶跳变问题.

谢谢AZHU老师的回贴,让我的设计思路开拓了很多.
  但还有个问题,我们知道,同一个电池,在同等剩余容量的情况下,电压值因放电电流的大小而变化.如果NB长时间处于大电流放电状态,例如,当电压降到40%对应的参考值时,NB这个时候认为只有40%的电量.而实际电池应该还有60%或者更多的电量.当NB重新进入小电流状态时,电池电压会回升很大的范围,那么容量显示还是会出现反跳现象.
  请问:是不是还需要对放电电流和容量,电压所对应的数据进行实验采集?
  
    
  

是的,不同电流情况下,同样的电压会对应不同的剩余容量.
因此必须要根据电流值大小对电压进行补偿后转换成剩余容量值.

谢谢AZHU老师.
   您真是个热心人,有了你的帮助,我们这些后辈们一定会成长很快的!
    老师,我们在进行电压,电流的采样时,是不是还需要校准???
一般都有哪些方法来实现啊??在精密电阻的选择上有什么要求和限制吗??

要看你的测量方法了.
通常测量精度受分压电阻和运放的输入失调电压影响较大,一般都是要校准的.
实现的方法有好几种,有浮地测量的,有用运放进行差分输入测量的,有用高精度A/D直接测量的,有用镜象法测量的,有每个电芯测量后再传送给主机的.......各种方法各有优缺点.
精密电阻用0.1%的比较好,但是成本很高,如果用1%的,通常要校准.

谢谢AZHU老师.
   老师,我目前没啥疑问了,如果在做的过程中有啥问题我还会找你的啊!!对你的感谢之心无以言表!
   如果你对TI的容量补偿算法有兴趣的话,我这有几份TI的算法资料,我可以发给你,让老师你更上一层楼!!也算是对你的一份报答吧!

azhu老师正是热心啊,感慨啊,佩服.......

谢谢你了!
你可以发给需要资料的人,帮助别人也是帮助自已呀.:)

你这么说我很惭愧,因为我自已知道我做得很少.没有以前那么热情了.
很怀念赵老师,我也想象他那样,可惜很难做得到.
:)

有人对这方面感兴趣吗??我们大家共同学习啊!
   由于开始做电池才不久,我手里只有TI 的一些芯片资料,AZHU老师,你手里有没有用单片机实现电池管理的电路图,给我发一份好吗?我对比着研究一下,看看还有什么需要改进的!

???电源网上有人做过这方面的东西吗??

我对于TI的方案也很感兴趣,有什么资料可以参考一下么

你现在用哪个片子??2060还是208X??
  说出你想要的??我尽量满足!!我TI的资料很全

在用bq2084,有几个地方不是很明白,还望帮忙.
1.在使用不同负载进行放电试验的时候会发现,开始可能曲线跟踪不是很完整,而在进行几次充放电之后,所得到的放电曲线就比较完美,容量没有跳动,终止电压也比较一致,莫非TI在不断的修订内部参数模型?因为从CEDV的关系来看,好像那七个参数并没有变化.
2. 根上面也有关系,想问一下您在做方案的时候容量计算这一块是通过单纯的库仑积分实现的么,因为我用EV2300所抓的数据来看,进行电流的积分所的结果和他显示的充放电总量是不一致的.想必要进行温度、电流的补偿,这部分您能够提供一些想法么.
3.TI的方案是将计量和保护绑定在一起来实现的,从逻辑上讲我认为讲保护完全的交给硬件来实现更加的安全可靠一些,当然灵活性和可适应性就差了.这个方面应该有一个什么样的取舍那.
希望能够交流一下,zhangpxs@gmail.com 谢谢!

对于容量计算,我看到的方法总体大约可以分为三种:
1.开路电压法,适用于电池总类比较单一的方案,毕竟锂电池容量和电压的对应关系还是比较好的.缺点是大部分时间里面电压变化平缓,在加不同负载的情况下可能需要进行补偿计算,而在电池老化的时候是不是可以反映相同的剩余容量还未可知.
2.库仑积分法,单纯的计量流进和流出的电流进行积分.弥补了上述电压平缓的问题,却可能存在累计误差,使得总容量偏差较大.另外就是大电流的补偿问题.
3.内阻匹配法,TI的bq20z80系列新推出的,由电压-容量,容量-内阻,内阻-电压走了一个循环进行递归计算.据说可以做到精度很高,还没有看出头绪来.
AZHU所说的方法更相似于一种修正过的开路电压和库伦积分相结合的方法,其实感觉TI的方案可能也是这么回事.在放电快要结束的时候设置CEDV2,1,0进行容量和电压的统一,而在CEDV2之上的部分则使用库仑积分的方式来更新FCC.
我对于这两种真实的实现补偿的过程都很感兴趣,可是却找不到相关的资料,只是这么一知半解的来忽悠,呵呵.

库仑积分法除了大电流需要补偿外,在温度方面也存在着问题.
比如在低温条件下使用,库仑积分法会使电池剩余容量值发生很大的跳变,我甚至见过从40%跳变到7%(在使用TI的芯片时),因为在低温下电池的可用容量大大减小(远小于前一次的FCC值),温度越低,跳变会越大.但是由于普通使用者在使用中很少会出现环境温度变化大的情况,因此就难以发现这个现象.

TO  infernal :
    在进行容量计算的时候,目前大多数电源管理芯片都使用库仑积分法,但是一般都会再结合开路电压或者查表法来对容量进行校准.一般不单独使用库仑法来计算容量,这是因为当放电电流变化较大时,库仑法得到的容量误差会很大.
    对与EDV补偿,我最近也一直在研究TI的EDV算法,但还是不太清楚,总的感觉是在新电池放电初期,放电曲线很理想(跟他们说的一样)但是到了100次左右的循环以后,就变的没有精度可言．因此,如果得到比较精确的容量补偿,还是需要花很大的时间去得到不同温度(我们一般取 0,25,50)下,不同放电负载的放电曲线,然后可以建立一些表格用来补偿容量．
另外,FCC的刷新是在每次有效放电结束之后, 用DCR计数器来刷新FCC的值,当然,这里面有个简单的算法公式,在TI的资料里都有介绍．

库仑积分法的问题在于使用的是离散的电流采样值,而采样的电流又不是采样周期内的平均值,由此得来的库仑积分值能很准确吗?受限于使用的ADC的成本和功耗,又要保证一定的精度,用库仑积分法在使用离散的电流采样时,TI已经做得很优秀了.而且没有可以从TI的芯片外部进行改善的余地.既不能提高采样频率,又不能让采样的电流值是采样周期内的平均值.TI的芯片只适合NB.

有没有办法不用离散电流采样实现库仑积分?

如果可以把电流对时间的积分做成连续的,库仑积分法的容量计算精度应该很高,再加上温度补偿和自放电补偿,剩余容量是否可以算得很准?

TI的芯片是为NB做的,对于动力电池......?????? 哪怕用于移动电源都有点勉为其难.

ADC 都是SIGMA DELTA的ADC了,是一定周期内的平均值.

AZHU,研究过DS2761B25吗?

不好意思,没玩过DS2761B25.

单纯的库仑计数肯定不行,看到TI所提出的在不同温度、不同放电速度的情况下进行数据测量,然后使用mathcad来进行计算的方法,我有这样的一个理解,还望批判:
采用库仑计数的最大问题在于CEDV2处很可能会有一个大的跳动,那么如果我们采集一定的温度和放电速度的放电曲线,然后对于单纯的库仑积分Cn ＝ Cn-1 -i×t,改变成为一个Cn = Cn-1 -f(i,T,cycle,Cn-1)*t这样一个方法来逼近,使得剩余的容量总是现有情况下的真实容量,那么是不是九可以更加合适一些那.
不过这个模型怎么搞定,还真是一个问题.只是一个想法,不知道可行与否

兄弟,很佩服你在容量计算方面能有自己的想法.
你的模型理论上应该没问题,不过,我觉的要在实际的设计中得出这样的理想模型是很难的!\
  TI的EDV电压模型还没解决多次放电循环之后电池容量的补偿问题,你在Cn = Cn-1 -f(i,T,cycle,Cn-1)*t中把循环次数也考虑进去,在设计中实现起来就变的很难!
目前的库仑法和查表法结合的的设计已经能达到我们设计的需求,不过还是支持你,如果真的把你的算法搞出来了,抓紧时间,申请专利哦 !

其实我觉得对于库仑计数的修正,很多时候应该就是对于i*t的一个修正,而这个修正如果是一个固定值,那么在不同电流或者温度情况下,可能能够修正,而寿命九很难修正,而如果是一个与当前状态有关的一个修正可能就会好一些,但是也就是想想而已,真正做起来不知道要多少的数据量来做

关键是数据的采集量太的,对于不同的电芯,都要进行大量的数据采集,这在实际的应用中实现起来会很麻烦,有碍产品的推广!!