充电学习—6、电量计FuelGauge

电量计功能:

检测电池 计量电量
电量计首要工作:
计算电池的剩余容量、充满时容量、电量百分比
电量百分比 = 剩余容量 / 充满时容量 * 100%
SOC = RM / FCC * 100%

  • 典型的一个电池包框架:
    在这里插入图片描述
  • 包含电芯、电量计IC、保护IC、充放电MOSFET、保险丝FUSE、NTC等元件
    一级保护:IC控制充放电的MOSFET开关,保护动作可恢复,如发生过充、过流、短路等
    二级保护:控制三端保险丝,FUSE,保 护不可恢复,保险丝熔断不能继续使用电池

电量计估算荷电状态(SOC)的两种方法:

1、开路电压法(查表法):通过开路电压对应荷电状态查表而得 ; 类似水杯刻度
2、库伦计量法(电流积分法):通过充放电路劲上连接的一个电阻分压检测,ADC测量电阻上的电压,转换为电流值,实时计数器RTC把这个电流值对时间积分,从而得知流过多少库伦

  • 库仑计量法准确度偏差因素:
    1、电流检测以及ADC测量中偏移误差的累计
    消除方法:完全充放电,电池休息状态下通过开路电压法校准
    2、完全充电容量的误差:完全充电容量受到温度、老化、负载等影响
    消除方法:完全充电容量的再学习和补偿方法
    在这里插入图片描述
  • 电量计还能做什么:
    1、电池电压、电流、温度监控 :jeita
    2、电池容量预测
    3、电池健康度预测
    4、电池安全预警及保护 : 一二级保护
    5、电池生命周期记录 :
    5、安全快充管理 :jeita、线损补偿、快充、降额充电等
    6、电池认证 : 集成专业加密算法标识电池是授权的

电量计典型放置位置:

电池包(pack-sid)
主板上 (system-side)
在这里插入图片描述

  • 放在电池包优势;
    1、电量计直接采样电芯电压,准确度更高,system-side的采样的是电池包端口电压,不是真实电芯电压,会有充放电保护的MOS管、连接器、走线电阻等压差
    2、不需要额外认证IC做授权,节约成本,厂家直接提供,节约开发时间,

放在电池包劣势:
1、电量计会一直吸取电芯能量,造成电池的自放电增大

充电IC的shipping mode:

启用了shipping mode相当于断开了后极回路的静态电流,只关注充电芯片的静态电流,减少产品的耗电,增加存储时间
进入shipping mode之后,充电芯片会关闭BATFET驱动,还可能关闭其他功能,让充电芯片的静态功耗更低

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