鋰電池管理中的測量精度以及溫度穩(wěn)定的必要性分析
在科學技術高度發(fā)達的今天,各種各樣的高科技出現在我們的生活中,為我們的生活帶來便利,那么你知道這些高科技可能會含有的鋰電池管理嗎?鋰離子電池由于擁有能量密度高、電壓高、自放電率低,以及無記憶效應等優(yōu)勢,因而逐漸成為使用充電電池的便攜應用產品的常用技術。
選擇鋰離子電池時,必須妥善管理鋰離子電池,以確保安全工作并在每個循環(huán)中獲得最大容量和最長使用壽命。 通常的方法是添加電池管理單元(BMU)。 為了實現安全運行,BMU必須能夠確保電池單元在電壓,溫度和電流方面經常處于其生產規(guī)格之內。 這意味著在設計電池管理系統(tǒng)時必須考慮最惡劣的條件。 以充電端子電壓為例,標準筆記本電池的推薦電池電壓為4.25V以下。 為了使單位電壓保持在上限范圍內,通常建議先獲取BMU中電壓測量的標準偏差,然后再從充電端子電壓中減去標準偏差值的4倍。
準確的電壓測量精度可以定義電池所需的EOCV和EODV安全裕度。測量越精確,保持在建議限值內所需的安全裕度就越小。因此,電壓測量越精確,充電和放電就越接近建議的EOCV和EODV值,而不會犧牲安全性或有過早降低電池容量的風險。因此,電荷流的測量精度對于確保電荷計算的精度也非常重要。
在固定溫度下獲得良好的測量精度并不困難。如果在組裝電池組時已對BMU進行了校準,將會更加容易。但是,在實際情況下,電池組通常會經歷各種溫度變化,因此溫度漂移是區(qū)分真正高性能BMU和普通BMU的關鍵參數。
通過校準幾個溫度點可以在一定程度上補償溫度漂移,但是該解決方案非常昂貴,大多數電池組制造商通常不使用該解決方案。因此,一個好的BMU必須具有最小的溫度偏差,電池組設計人員必須考慮BMU可能發(fā)生的最壞變化,以確保設計的安全性。
為了獲得良好的鋰離子電池電量監(jiān)測計,最有效的方法是準確跟蹤電池內部和外部的電荷流。在某種程度上,可以使用適當的電壓測量來補償由開路電壓(OCV)和充電狀態(tài)(SoC)之間的恒定關系引起的電荷流誤差。一些最先進的鋰離子電池具有非常平坦的電壓特性,這使得使用OCV測量校正電流測量誤差變得更加困難。只要電壓測量中的誤差很小,就可能導致SoC計算中的重大偏差。因此,只有通過確保出色的電流測量和準確的時基,才能獲得最佳的精度。
對于給定的感測電阻,電流測量ADC的失調誤差通常會限制其可以測量的最小電流水平,從而導致低的感測電阻和所需的死區(qū)(此處是因為電流水平太低而無法累積)在充電和流量之間)。最近,大多數設備制造商正在尋找減少功耗并盡可能保持低功耗模式的方法,因此確保小電流的精確測量變得越來越重要。
精確地測量μV量級的電壓非常具有挑戰(zhàn)性,并且當芯片經受溫度變化時進行精確測量甚至更加困難,因為即使是主要在室內工作的筆記本電腦也仍然會經歷溫度變化。例如,在電池平衡管理期間,BMU內部的FET以最大功率消耗電池能量,從而導致芯片溫度顯著升高。與偏移量有關的許多參數具有較大的溫度偏移量。如果不能消除這些影響,則會影響測量精度??紤]溫度影響時,Atmel的失調校準方法已被證明是非常有效的。
帶隙基準電壓是獲得高精度結果的關鍵因素。實際參考電壓值與固件期望值之間的偏差將轉換為測量結果的增益誤差,并且在大多數情況下,這是電池電壓測量和大電流測量中誤差的主要來源。以上就是鋰電池管理應用中精確測量和溫度穩(wěn)定的一些值得大家學習的詳細資料解析,希望在大家剛接觸的過程中,能夠給大家一定的幫助,如果有問題,也可以和小編一起探討。