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(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，各種各樣的高科技出現(xiàn)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(huì)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(yīng)等優(yōu)勢，因而逐漸成為使用充電電池的便攜應(yīng)用產(chǎn)品的常用技術(shù)。

選擇鋰離子電池時(shí)，必須妥善管理鋰離子電池，以確保安全工作并在每個(gè)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(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行，BMU必須能夠確保電池單元在電壓，溫度和電流方面經(jīng)常處于其生產(chǎn)規(guī)格之內(nèi)。 這意味著在設(shè)計(jì)電池管理系統(tǒng)時(shí)必須考慮最惡劣的條件。 以充電端子電壓為例，標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)，通常建議先獲取BMU中電壓測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差，然后再從充電端子電壓中減去標(biāo)準(zhǔn)偏差值的4倍。

準(zhǔn)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(nèi)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(huì)犧牲安全性或有過早降低電池容量的風(fēng)險(xiǎn)。因此，電荷流的測量精度對于確保電荷計(jì)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(shí)已對BMU進(jìn)行了校準(zhǔn)，將會(huì)更加容易。但是，在實(shí)際情況下，電池組通常會(huì)經(jīng)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(guān)鍵參數(shù)。
通過校準(zhǔn)幾個(gè)溫度點(diǎn)可以在一定程度上補(bǔ)償溫度漂移，但是該解決方案非常昂貴，大多數(shù)電池組制造商通常不使用該解決方案。因此，一個(gè)好的BMU必須具有最小的溫度偏差，電池組設(shè)計(jì)人員必須考慮BMU可能發(fā)生的最壞變化，以確保設(shè)計(jì)的安全性。
為了獲得良好的鋰離子電池電量監(jiān)測計(jì)，最有效的方法是準(zhǔn)確跟蹤電池內(nèi)部和外部的電荷流。在某種程度上，可以使用適當(dāng)?shù)碾妷簻y量來補(bǔ)償由開路電壓（OCV）和充電狀態(tài)（SoC）之間的恒定關(guān)系引起的電荷流誤差。一些最先進(jìn)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(dǎo)致SoC計(jì)算中的重大偏差。因此，只有通過確保出色的電流測量和準(zhǔn)確的時(shí)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(diào)誤差通常會(huì)限制其可以測量的最小電流水平，從而導(dǎo)致低的感測電阻和所需的死區(qū)（此處是因?yàn)殡娏魉教投鵁o法累積）在充電和流量之間）。最近，大多數(shù)設(shè)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(dāng)芯片經(jīng)受溫度變化時(shí)進(jìn)行精確測量甚至更加困難，因?yàn)榧词故侵饕谑覂?nèi)工作的筆記本電腦也仍然會(huì)經(jīng)歷溫度變化。例如，在電池平衡管理期間，BMU內(nèi)部的FET以最大功率消耗電池能量，從而導(dǎo)致芯片溫度顯著升高。與偏移量有關(guān)的許多參數(shù)具有較大的溫度偏移量。如果不能消除這些影響，則會(huì)影響測量精度?？紤]溫度影響時(shí)，Atmel的失調(diào)校準(zhǔn)方法已被證明是非常有效的。
帶隙基準(zhǔn)電壓是獲得高精度結(jié)果的關(guān)鍵因素。實(shí)際參考電壓值與固件期望值之間的偏差將轉(zhuǎn)換為測量結(jié)果的增益誤差，并且在大多數(shù)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(yīng)用中精確測量和溫度穩(wěn)定的一些值得大家學(xué)習(xí)的詳細(xì)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。