bq4050入门手册:十 均衡功能、生命历程
原同学
编辑于 2022年05月02日 12:34
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均衡功能

bq4050实现电池均衡的方法是:通过AFE,在电池外部用电阻旁路一部分通过电池的电流。 听到这里你可能会有个疑问,我先告诉你答案:没错,bq4050仅支持充电时均衡,对于放电时和静置时均衡无能为力。由于CEDV只能在7%处确定电池的正确容量,所以这也就意味着,不经过7%的RSOC时,无法进行基于容量的均衡,因此无法实现静置时均衡;又因为只有7%的RSOC一处可以用来确定正确容量,而放电到这里没有太大均衡的意义了,因此也不支持放电时均衡。 因此,完整的说,bq4050通过充电时将一部分电流旁路过某一单节电芯,使得充入这节电芯的电量变少,从而实现电池的均衡操作。

如图,当电芯电压全部高于Cell Balance Threshold值时,均衡功能启用。bq4050自动检测出电压最高的一节电芯与最低的一节电芯,计算二者电压差值,若超过Cell Balance Min的值,则将最高电压那节电芯的电流旁路,持续Cell Balance Interval值所设定的时间。 如果任何一节电芯电压高于Cell Balance Threshold的值加上Cell Balance Window(默认为100mV)的值,那么实际使用的Cell Balance Threshold值就会加上Cell Balance Window的值。比如说Cell Balance Threshold=3900mV、Cell Balance Window=100mV,当某一节电芯电压为4.01V时,实际使用的Cell Balance Threshold就会从3900mV变成4000mV。 均衡功能仅在检测到充电电流的时候才启动。受限于电路结构,相邻的两节电芯无法同时启动均衡。每次充电过程开始时,Threshold值恢复为DF中设定的值,并且仅会增加一次Cell Balance Window的值。

生命历程

bq4050集成了一个日志记录功能,称为LifETIMe(生命历程),可通过发送LIFETIME_EN命令启动。 为了减小DF写入损耗,数据先被收集到RAM中,在以下情况下被更新到DF中:

  • 每10小时,如果生命历程RAM中的数据发生了变化(即被更新,和DF中记录的不同),则更新

  • 永久失效发生时,在DF禁止写入之前更新

  • 复位计数器增加时(通常意味着发生了复位),此时RAM中数据将丢失而不会更新到DF,但是复位计数是例外,其会被更新到DF中

  • 计划性关机时更新(如发送了SHUTDOWN命令)

  • 在低电压关机发生前,如果电压还高于Valid Update Voltage则更新(电压过低会导致Flash写入出错)

当发生了以下情况,生命历程数据停止收集:

  • 永久失效发生后

  • 生命历程功能被关闭

生命历程会记录以下内容:

  • 每个电芯的最高/最低电压

  • 最大的电芯间电压差

  • 最大的瞬时充电/放电电流

  • 最大的平均放电电流

  • 最大的平均放电功率

  • 12种最常见的SafetyStatus状态变化发生的次数,以及最后一次发生该状态时的循环计数

  • VCT位置1的次数以及上次置1时的循环计数

  • 复位、部分复位、看门狗复位、关机计数

  • 每个电芯的累计均衡动作时长(精度为2小时,上限510小时)

  • 电芯的最高/最低温度

  • (如果设置了多个电池的TS传感器)电池温度差

  • 芯片的最高/最低温度

  • FET的最高温度

  • 总运行时间(精度为2小时)

  • 7个温度区间范围内,各温度区间下经历的时长(精度为2小时)

下一章我们将以我设计的一款智能电池为例,实战bq4050配置工作。