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电池电量监测基础知识

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一电子测量的基本知识

一电子测量的基本知识
些？ 5 本课程研究的内容包括哪些？ 6 本课程的学习任务是什么？
7 什么是计量以及计量的主要特性有哪些？
电子测量技术基础知识
❖前言
测量在我们的生活中无为一个国家科学技术和生产现代化的重要条件 和明显标志。 什么是测量和电子测量？学习测量技术有什么意义？通过本项目的学 习，我们将对测量和电子测量的内容、特点、基本方法，测量误差和 数据处理的相关知识、测量仪器的分类等电子测量技术的基础知识有 一个全面的了解和认识，为本课程后续项目的学习打下基础。
任务一 电子测量的内容、特点及分类
❖知识目标
1．了解电子测量的内容、特点和基本方法。 2．了解电子测量仪器的分类及应用。 3．了解测量误差的来源与分类，掌握测量误差的表示方法。 4．理解有效数字的概念，会测量结果进行简单的数据处理。
❖技能目标
1．理解电子测量电路，会使用模拟万用表的电压挡和欧姆挡进行电压和电 阻值的测量。
（1）电能量的测量：即测量电流、电压、电功率等。 （2）元件和电路参数的测量：如电阻、电感、电容、电子器 件、集成电路的测量和电路频率响应、通频带、衰减、增益、品 质因数的测量等。 （3）信号特性的测量：如信号的波形、频率、失真度、相位、 调制度、信号频谱、信噪比等的测量。
任务一 电子测量的内容、特点及分类
➢ 计量的标准
➢根据工作基准复现出不同等级的便于经常使用的计量标准 量具或仪器，称为计量标准器具，简称标准。 ➢标准按精度高低分为：
一级标准、二级标准和三级标准。 在工作岗位上使用，直接用来测量被测对象量值的计量器 具，称为工作计量器具，简称量具。
任务一 电子测量的内容、特点及分类
➢ 本课程主要任务： ❖ 测量误差理论与数据处理。这是电子测
任务二 测量误差和数据处理基础

蓄电池知识大全

蓄电池知识大全

蓄电池知识大全(宝马原厂、蓄电池品牌、价格、型号等）汽车蓄电池相信大家都不陌生,但是提及蓄电池的维护使用以及更换问题，可能还未到更换时间的车主都不会去关注,又或者说我的电瓶是免维护型的，平时不需要去“捣鼓”。

确实，蓄电池在日常行车中大多车主都不会特意去维护,等到要更换的时候,就直接去了4S店。

其实你是否知道，蓄电池的更换是非常简单的,你只需要买到正规产品,并不一定要去4S店换，自己更换或者在外面更换可省不少钱。

这里花了两天功夫总结了一篇史上最全的蓄电池知识普及(包括基础知识、更换需知、原厂品牌调查以及主流品牌价格），如果你有蓄电池方面的知识需要查询，也不需要问度娘了，这里就有。

一、蓄电池的定义:蓄电池，也就是我们平时所称的电瓶，它的工作原理就是把化学能转化为电能。

当车辆准备启动时,蓄电池会供给发动机用电,然后由发动机带动飞轮、曲轴的转动。

如果出现发动机供电不足或者当发动机处于怠速时，蓄电池可以协助发电机向用电设备供电提供电源，而当发动机开始正常供电,蓄电池又可以储存电能,相当于一个大容量电容器，可以保护汽车的用电器。

二、蓄电池2个性能参数的意义这里介绍的有关蓄电池的两个性能参数，一个是电池容量(单位为Ah），一个是低温启动电流。

（CCA缩写）。

如果蓄电池容量太小,车内电器在熄火状态下的用点时间会变短,如果低温启动电流过小，一般来讲因为车辆启动时所需的电流量一般是恒定的,只要保证车辆能够正常启动，蓄电池低温启动电流参数大小并不十分重要，但如果额外增加了电器后,使得车辆所需电流量增大，此时低温启动电流参数过低的蓄电池则无法正常启动发动机.1、蓄电池容量：单位为Ah（Ampere Hour)，表示在特定条件下，蓄电池的放电能力.例如：一个45Ah容量的蓄电池,以恒定1A的电流放电，能持续放电45小时。

2、低温启动电流：一般用缩写CCA(Cold Cranking Ampere）表示，指在规定的某一低温状态下(通常是-17.8℃）,蓄电池在电压降至极限馈电电压(7.2V)前，连续30秒释放出的电流量。

TI经典资料 精选

TI经典资料 精选

【TI】经典不过时一直以来，TI的资料都大受欢迎，也都是很实用的资料，所以今日，小编就为大家整理一番。

请带好眼镜，清楚下大脑缓存，赶紧开始学习啦。

话说资料都是贵精不贵多，所以小编这次精选了17本资料为大家分享，都是好评超高的。

1.模拟电路葵花宝典: 运算放大器稳定性分析（TI）（强烈推荐）作者：Tim Green，TI公司Burr-Brown产品战略发展经理全书一共15部分，详细分析了运放的稳定性原理，是一本不可多得的好书2.绝对好东西,TI工程师关于运放噪声分析+滤波+测量作者：德州仪器公司高级应用工程师Art Kay我们可将噪声定义为电子系统中任何不需要的信号。

噪声会导致音频信号质量下降以及精确测量方面的错误。

板级与系统级电子设计工程师希望能确定其设计方案在最差条件下的噪声到底有多大，并找到降低噪声的方法以及准确确认其设计方案可行性的测量技术。

噪声包括固有噪声及外部噪声，这两种基本类型的噪声均会影响电子电路的性能。

外部噪声来自外部噪声源，典型例子包括数字交换、60Hz 噪声以及电源交换等。

固有噪声由电路元件本身生成，最常见的例子包括宽带噪声、热噪声以及闪烁噪声等。

本系列文章将介绍如何通过计算来预测电路的固有噪声大小，如何采用SPICE模拟技术，以及噪声测量技术等。

3.TI 电源开关设计秘笈30 例电源设计一直是工程师面对的一个难题，随着全球节能环保意识的提升，设计简捷、高效、轻巧的绿色电源成为工程师的首要任务，为了帮助工程师解决这方面的难题，现在特别隆重推出大量实用资料供工程师朋友下载，目前推出的一本电子书叫做《电源开关设计秘笈30 例》，对电源开关设计技巧做出了详细的说明，相信一定对工程师朋友们有很大帮助。

4.TI通用质量指南本通用质量指南(GQG) 适用于TI提供的有关材料、产品、服务、制造工艺、测试、控制、处置、贮存和运输措施的质量保证，以及TI所采用和/或应用的旨在确保TI部件与已公布和/或特别指明的规格相符合的管理流程。

锂电池电量检测原理

锂电池电量检测原理

锂电池电量检测原理————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：目录序--------------------------------------------------------------------- 错误!未定义书签。

目录 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 第一章电池电量监测基础知识------------------------------------------------------------------------------------------------ 51.1什么是电池电量监测技术-------------------------------------------------------------------------------------- 51.2概要介绍------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 51.3第一部分：电池化学成分基本知识 ------------------------------------------------------------------------- 51.4电池化学容量Qmax --------------------------------------------------------------------------------------------- 71.5可用容量Quse ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 81.6电池电阻 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 91.7电荷状态（SOC） ------------------------------------------------------------------------------------------------ 91.8抗阻与温度和DOD有关 ------------------------------------------------------------------------------------- 101.9阻抗和容量随老化而改变 ------------------------------------------------------------------------------------- 111.10新电池的阻抗差异 -------------------------------------------------------------------------------------------- 121.11电池剩余容量（RM） --------------------------------------------------------------------------------------- 131.12电池化学成分概要 -------------------------------------------------------------------------------------------- 14 第二章传统的电池电量监测方法-------------------------------------------------------------------------------------------- 152.1目标：充分利用可用的电池容量 -------------------------------------------------------------------------- 152.2传统的电池包侧电量监测计 -------------------------------------------------------------------------------- 162.3系统侧阻抗跟踪电量监测计 -------------------------------------------------------------------------------- 172.4电量监测计有哪些功能？------------------------------------------------------------------------------------ 172.5如何实现电量监测计------------------------------------------------------------------------------------------ 182.6基于电压的电量监测计--------------------------------------------------------------------------------------- 192.7电池电阻---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 202.8阻抗与温度和DOD有关------------------------------------------------------------------------------------- 202.9新电池的阻抗差异 --------------------------------------------------------------------------------------------- 212.10电池-瞬态响应 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 222.11电压弛豫和电荷状态误差 ---------------------------------------------------------------------------------- 232.12基于电压之电量监测的SOC误差 ----------------------------------------------------------------------- 24 第三章基于电压的电量监测计---------------------------------------------------------------------------------------------- 263.1基于电压的电量监测计--------------------------------------------------------------------------------------- 263.2基于库伦计数的电量监测------------------------------------------------------------------------------------ 273.3在完全放电之前进行学习------------------------------------------------------------------------------------ 273.4经补偿的放电终止电压（CEDV） ------------------------------------------------------------------------ 283.5基于库伦计数的电量监测------------------------------------------------------------------------------------ 303.6对于典型电量监测计的优势 -------------------------------------------------------------------------------- 323.7电池管理产品-电池电量监测-BQ3060 ------------------------------------------------------------------- 323.8问题考查---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 33 第四章阻抗跟踪技术的优势-------------------------------------------------------------------------------------------------- 344.1电量监测---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 344.2OCV = f (SOC, T) 曲线的比较------------------------------------------------------------------------ 354.3怎样测量OCV ? ---------------------------------------------------------------------------------------------- 364.4怎样测量阻抗?-------------------------------------------------------------------------------------------------- 364.5对于传统电池容量学习的问题 ----------------------------------------------------------------------------- 374.6在未完全放电的情况下学习Qmax ----------------------------------------------------------------------- 37 第五章电量监测------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 395.1电量监测的好处 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 395.2未得到使用的电池容量的含义 ----------------------------------------------------------------------------- 435.3由于监测不准确而造成的损失 ----------------------------------------------------------------------------- 445.4总结---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 44 附录： ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 46第一章 电池电量监测基础知识1.1什么是电池电量监测技术含义：电池电量监测是一种用于在所有的系统运行及空闲情况下预测电池容量的技术。

高二通用技术会考复习题

高二通用技术会考复习题
第四章 控制与设计
【例题】 如图所示是一个农业温室。要设计 该温室的温度自动控制系统，下列器件中不需 要用到的是( A )
A．安全监控摄像头 B．温度传感器 C．加热器 D．温度控制器
如图所示为某校学生设计制作的自动取汤机，能保持 汤的温度在一定范围内。按一下取汤按钮，就自动落 下一只碗，并放出一定量的汤在碗中。在该自动取汤 机的温度控制系统中，不需要的器件是( D )
【练习】 如图所示是上海世博会“智能化垃圾气力 输送系统”中的垃圾桶，桶内装有容量传感器，当 垃圾达到桶容积的80%时，该信息传输到垃圾处理 控制中心，中心启动千米外的抽风机开始抽气，将 垃圾吸往“垃圾收集站”。关于这个控制系统，下 列说法正确的是( C )
A．执行器是容量传感器 B．控制器是抽风机 C．被控对象是桶内垃圾 D．设定值是实际吸出的垃圾量
压力变送器检测储气罐中的压力值，该值被送自到动控报制警器装，置与 (1)该设系定压统力除值了进压行力比自较动，控控制制子器系根统据以偏外差，值还控有制_变__频__气__泵_子的系转统 和自速定动，上排从限气而时装使，置储就。气发罐出的报实警际信压号力，达并到自设动定排值气。当压力值超出设 (2)根据示意图及其描述，补充完整压力自动控制系统方框图。
对系统的影响：影响被控量的变化
被控量（输出量）：就是 控制系统要控制的量。也 干扰因就素是有说：这供个水系水统压要（控1制分的）、出水量（1分） 对系统是的什影么响量： 影响实际水位的变化（1分）
控控执制制行器量器：：：即就对即是输执入直行信接器号对的进被输行控处出对理信并象号发进出行控控制制命的令的装装置置和和元元件件
电量传感器
(2)为防止充电座被其他物体遮挡或防止机器人进入后无返回的 路线，设计师们常需要对常用家具底部高度与家具支撑脚宽度做 大量的科学分析与数学统计，这体现了系统分析_科__学__性____原则。

电池基本知识及控制点(0805储干自学课件)

电池基本知识及控制点(0805储干自学课件)

比克电池
组成-5 锂离子电 池 组成
隔膜 隔膜纸处于正极和负极之间，起隔离作用， 隔膜纸处于正极和负极之间，起隔离作用，主要是防止正极与负 极直接接触而导致电池内部短路。 极直接接触而导致电池内部短路。在锂离子蓄电池中使用聚烯 烃孔薄膜，其厚度在25um左右。对其性能要求是： 左右。 烃孔薄膜，其厚度在 左右 对其性能要求是： 在使用的电解质中稳定性好； 在使用的电解质中稳定性好； 不吸收水分； 不吸收水分； 对正极和负极要有优异的绝缘性； 对正极和负极要有优异的绝缘性； 离子电导率； 离子电导率； 有足够的机械强度； 有足够的机械强度； 有热熔性：当温度130℃左右时隔膜组织离子渗透和自动终止电 有热熔性：当温度 ℃ 池放电的功能。这种功能对电池的安全性能起很重要的作用。 池放电的功能。这种功能对电池的安全性能起很重要的作用。 由于符合以上条件，最常用的隔膜是PP(聚丙烯 聚丙烯)/PE（聚乙烯） 由于符合以上条件，最常用的隔膜是 聚丙烯 （聚乙烯） 双层微孔薄膜。 双层微孔薄膜。
比克电池
组成-6 锂离子电 池 组成
钢壳（铝壳） 钢壳（铝壳）和盖板 钢壳（铝壳）是电池电化学反应系统的容器。 钢壳（铝壳）是电池电化学反应系统的容器。盖板在整个电池系 统中起密封和输出电流的作用。钢壳（铝壳） 统中起密封和输出电流的作用。钢壳（铝壳）和盖板均为不锈 钢材质（或铝材），壳体和盖板均采用激光焊接。 ），壳体和盖板均采用激光焊接 钢材质（或铝材），壳体和盖板均采用激光焊接。
潜在问题
①搅拌不均匀—引起电池局部不均匀，可能导致电池的 容量、内阻和循环寿命的异常甚至安全问题。 ②搅拌过程中有杂质混入—影响电池性能
比克电池
制程过程控制点— 制程过程控制点 3
涂布
使浆料均匀地涂覆在基体表面并烘干

新能源汽车电源系统认知与检修


直流充电桩自检阶段
1.直流充电桩的工作原理
③充电准备就绪阶段 接下来，就是电动汽车与直流充 电桩相互配置的阶段，车辆控制 K5、K6闭合，使充电回路导通， 充电桩检测到车辆端电池电压正 常（电压与通信报文描述地电池 电压误差≤±5%，且在充电桩输 出最大、最小电压的范围内）后 闭合K1、K2，那么直流充电线路 导通，电动汽车就准备开始充电 了。
电动汽车动力蓄电池系统主要由动力蓄电池模组、蓄电池管理系统、 动力蓄电池箱及辅助元器件等四部分组成
2.动力蓄电池模组的组成
动力蓄电池模组由多个单体电芯或电池模块串联组成的一个组合体。 单体电芯是构成动力蓄电池模块的最小单元，由正极、负极、电解质 及外壳等构成。电池模块是一组并联的电池单体的组合，该组合额定 电压与电池单体的额定电压相等，是电池单体在物理结构和电路上连 接起来的最小分组，可作为一个单元替换，
1.动力电池系统功用
动力蓄电池系统功用主要是为车辆行驶提供动力，检测计算电量，检 测温度、电压、湿度，检测漏电等异常情况并进行发出警报，控制充 放电，控制预充电，系统自检等，如图所示。
动力电池系统组成
知识点
01 动力电池系统的组成概述 02 动力蓄电池模组的组成 03 蓄电池管理系统的组成
1.动力电池系统的组成概述
充电准备就绪阶段
1.直流充电桩的工作原理
④充电阶段 在充电阶段，车辆向充电桩实 时发送电池充电需求的参数， 充电桩会根据该参数实时调整 充电电压和电流，并相互发送 各自的状态信息（充电桩输出 电压电流、车辆电池电压电流、 SOC等）。
充电阶段
1.直流充电桩的工作原理
⑤充电结束阶段 车辆会根据BMS是否达到充满状态或是受 到充电桩发来的“充电桩中止充电报文 “来判断是否结束充电。满足以上充电结 束条件，车辆会发送“车辆中止充电报文 “，在确认充电电流小于5A后断开K5、K6。 充电桩在达到操作人员设定的充电结束条 件，或者收到汽车发来的”车辆中止充电 报文“，会发送”充电桩中止充电报文”， 并控制充电桩停止充电，在确认充电电流 小于5A后断开K1、K2，并再次投入泄放电 路，然后再断开K3、K4。

锂电池一些基本知识

锂电池一些基本知识目录一、内容概览 (2)1.1 锂电池的重要性 (3)1.2 锂电池的应用领域 (4)二、锂电池的基本概念 (5)2.1 锂电池的定义 (6)2.2 锂电池的组成 (6)三、锂电池的工作原理 (8)3.1 质子交换反应 (9)3.2 电池电压与电化学特性 (9)四、锂电池的性能参数 (11)4.1 能量密度 (12)4.2 充放电速率 (13)4.3 循环寿命 (13)五、锂电池的类型 (14)5.1 锂离子电池 (15)5.2 锂硫电池 (17)5.3 固态电池 (18)六、锂电池的安全问题 (19)6.1 自燃与热失控 (20)6.2 防止短路与热扩散 (21)七、锂电池的回收与处理 (23)7.1 回收技术 (24)7.2 废弃物处理 (26)八、未来发展趋势与挑战 (27)8.1 技术创新 (28)8.2 环境友好型发展 (29)九、结论 (30)9.1 锂电池在未来的重要性 (31)9.2 对锂电池研究的展望 (32)一、内容概览本文档旨在为读者提供关于锂电池的全面而基础的知识，我们将从锂电池的定义和分类入手，详细介绍其工作原理、结构组成以及制造过程。

我们会探讨锂电池在各个领域的应用，包括便携式电子设备、电动汽车和可再生能源等。

我们还将分析锂电池的安全性问题、充放电策略以及未来的发展趋势。

在锂电池的基本概念部分，我们将解释其工作原理，即通过正负极之间的化学反应产生电流。

我们也会介绍锂电池的各种类型，如锂离子电池、锂聚合物电池等，并讨论它们的优缺点。

在锂电池的应用方面，我们将重点介绍其在便携式电子设备中的普及情况，如手机、笔记本电脑等，以及在这些设备中的具体应用。

我们还将探讨锂电池在电动汽车和可再生能源领域中的潜力，以及它们如何助力实现可持续能源发展。

在安全性和性能优化部分，我们将分析锂电池可能面临的安全风险，如过热、短路等，并提出相应的预防措施。

我们也会介绍一些提高锂电池性能的方法，如改进电极材料、优化电解液等。

电池充放电管理

保证电池安全。
提高电池使用效率
优化充电和放电策略
01
根据使用场景和需求，优化充电和放电策略，可以提高电池的
使用效率。
选择合适的负载
02
选择合适的负载可以减少对电池的损耗，提高电池的使用效率。
保持电池清洁
03
定期清洁电池表面灰尘和污垢，可以减少对电池的阻力，提高
电池的使用效率。
03 电池充放电管理技术
智能充电系统可以根据电网的负荷和可再生能源的供 应情况，自动调整充电电流和电压，实现储能系统的 快速充电和安全充电。
储能系统电池充放电管理是实现可再生能源稳定供应 的重要技术之一。通过智能充电和放电控制，可以平 衡可再生能源的波动性，确保电网的稳定运行。
放电控制则通过优化储能系统的输出，实现与电网的 协调运行，确保电网的稳定性和可靠性。同时，智能 放电控制还可以实现储能系统的能量回收和再利用， 提高能源利用效率。
充电管理技术
快充技术
通过增大充电电流或使用高电 压充电，缩短充电时间，提高
充电效率。
涓流充电
在电池电量接近满电时，采用 较小的电流进行充电，以避免 电池过热和容量衰减。
智能充电
根据电池的电量和状态，自动 调整充电电流和电压，以保护 电池寿命和安全性。
无线充电
通过无线传输技术，实现电池 的无线充电，方便快捷，无需
自放电率
未使用的电池电量随时间逐渐减少 的速率。
02 电池充放电管理的重要性
提高电池寿命
避免过度充电和放电
过度充电和放电都会对电池造成损害，缩短电池寿命。因此，期对电池进行维护，如清洁、检查、更换等，可以延长电池的使 用寿命。
选择合适的充电方式
电池放电过程
电池放电

多功能电表原理及基础知识

1. 电能表原理1.1. 三相电能表原理框图如图所示：电能表工作时，电压经电阻的分压、电流经电流互感器在取样电阻上取样后，送入专用电能芯片进行处理，并转化为数字信号送到CPU进行计算。

由于采用了专用的电能处理芯片，使得电压电流采样分辨率大为提高，且有足够的时间来更加精确的测量电能，从而使电能表的计量准确度有了显著改善。

图中CPU用于分时计费和处理各种输入输出数据，通过串行接口将专用电能芯片的数据读出，并根据预先设定的时段完成分时有功电能计量和最大需量计量功能，根据需要显示各项数据、通过红外或RS485接口进行通讯传输，并完成运行参数的监测，记录存储各种数据。

2. 多功能表功能介绍2.1. 电表型号命名规则如：DTSD99A1-SE 表示三相四线电子式多功能电能表DDSF99A4 表示单相电子式复费率电能表DTS99A 表示三相四线电子式电能表（计度器）2.2. 液晶显示屏DT(S)D99A2J 系列表，三相有功、无功复费率表系列表液晶2.3. 接线方式2.4.电表符合标准GB/T 17883-1999《0.2S级和0.5S级静止式交流有功电度表》GB/T 17251-2002《1级和2级静止式交流有功电能表》GB/T 17882-1999《2级和3级静止式交流无功电度表》DL/T 614-1997《多功能电能表》，DL/T 645-1997《多功能表通信规约》2.5.主要功能：计量双向有功、无功和四象限无功总电量、分时段电量；存储3（12）个月电量数据。

λ计量双向有功、无功和四象限无功最大总需量、分时段最大需量，存储3（12）个月最大需量及最大需量发生时间数据。

λ注：电能量测量四象限的定义测量平面的竖轴表示电压相量U（固定在竖轴），瞬时的电流相量用来表示当前电能的输送，并相对于电压相量U具有相位角Ф。

四象限的示意图见下图。

输入有功（+A）说明：A——有功电能；R——无功电能；RL——感性无功电能；RC——容性无功电能具有日历、星期、计时和闰年自动切换功能，时钟带温度补偿功能，在停电情况下仍能对时钟进行温度补偿。

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0
-50 3.2 3.45 3.7 3.95 4.3 电池单元电压 (V)
• ±20mV 压差
SOC % 误差
20
10
0
-10
-20 3.2 3.45
3.7 3.95 4.3
电池单元电压 (V)
• 误差取决于估计时刻的特定电压
• 最大误差达到 15%，平均误差为 5%
26
基于电压之电量监测的 SOC 误差
• 在 1C 速率放电、40-mV 压差下，会引起 ±26% 的最大 SOC 误差
24
电池 – 瞬态响应
电池电压 (V)
3.905
负载移除
3.880
3.855
3.830
0
1000
* 两项测试均采用 C/3 放电速率电流
3.325
2000 3000 时间（秒）
4000
3.300
• 完全弛豫需要大约 2000 秒的时间
– 电池容量随老化而下降
• Qmax 减少幅度：3-5%（100 次充电）
– 在不学习的情况下，每充电 10 次监测误差将增加 1%
• 自放电必须建模：不准确
与老化相关的主要参数：阻抗
? V = VOCV - I •RBAT
34
对于典型电量监测计的优势
电池电压 (V)
4.2
3.6
I•RBAT
EDV 3.0
0.05
0.025
1 kHz
RSER L
1 mHz
C1 C2
制造商 2
0.05
1 mHz
0.025
1 kHz
0
0 0.062 0.084 0.11 0.13 0.15 R(Z) -
• 低频 (1 mHz) 阻抗偏差为 15%
0
0 0.042 0.064 0.086 0.11 0.13 R(Z) -
8
电荷状态 (SOC)
电池电压 (V)
4.2 3.6
EDV 3.0 2.4
状态 A OCV
Q
Q SOC =
Qmax
Qmax
• 对于满充电电池，SOC = 1 (DOD=0 )
• 对于完全放电电池，SOC = 0 (DOD= 1)
9
阻抗与温度和 DOD 有关
阻抗在很大程度上取决于 温度、电荷状态及老化
14
电池电量监测基础知识 第二部分：传统的电池电量监测方法
15
目标：充分利用可用的电池容量
100% +
充电电压容差
80%
60%
实际的有效容量
40%
20%
0%
容量
由于电量监测不准确所 导致的关断不确定性
• 可用容量实际上也许只用了 80-90%！ • 高准确度的电量监测可延长电池的运行时间
16
传统的电池包侧电量监测计
29
基于库仑计数的电量监测
产品示例：BQ 27010、BQ 27210
BQ 27010：
/product/cn/bq27010
BQ 27210：
/product/cn/bq27210
30
在完全放电之前进行学习
4.5
4
RM2 RM1
• RM 在不同的放电速率下是不一样的。
Qmax
13
电池化学成分概要
• Qmax = 电池化学容量 (无负载) • Quse = 可用容量 (与负载有关) • 电池电阻和负载产生 I-R 压降 • SOC = 电荷状态 (%，取决于 OCV) • RM = 剩余容量 (取决于负载) • 电池老化会影响阻抗和容量
CEDV2 (I2) 3
7% 30% 7%
0
1
2
3
4
5
6
容量 Q (Ah)
CEDV = OCV(T,SOC) - I*R(T,SOC)
• 建模：R(SOC,T)，适用于新电池
• 计算任意电流 (I) 和 温度 (T) 条件下的 CEDV2 (7%) 和 CEDV1 (3%) 门限
• 对于老化的电池则不准确
• 在不同的时刻具有不同 的电压
• 20 至 3000 秒之间的电压 差异超过 20mV
电池电压 (V)
3.275
3.250 0
负载移除
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 时间（秒）
Rhf
R1 R2
RSER L
C1 C2
25
电压弛豫和电荷状态误差
SOC %
100
50
电压，V 4.5
负载电流：< 0.1C
4.0
3.6V (电池额定电压)
3.5
EDV = 每节电池 3.0V
3.0
电池容量：1C 放电速率 1C： 在一小时内将一节电池完全放电 所需的电流 示例：
2200mAh 电池， 1C 放电速率：2200mA，1 小时 0.5C 速率：1100mA，2 小时
0
1
电压 (V)
EDV2 3.5 EDV1
EDV0 3
7% 3% 0%
0
1
2
3
4
5
6
容量 Q (Ah)
• 当达到 0% 容量时再学习就太迟了
• 针对给定的剩余容量百分比来设定电压门限
• 7%、3% 剩余容量时的真实电压取决于电流、温度和阻抗
31
经补偿的放电终止电压 (CEDV) 4.5
4
电压 (V)
CEDV2 (I1) 3.5
PACK-
保护器
便携式设备
电池包
产品示例：BQ28z550 BQ27510 BQ27520 BQ27435 BQ27421 BQ27441 BQ27410
18
电量监测计有哪些功能呢？
• 电池与用户之间的通信 • 测量：
– 电池电压 – 充电或放电电流 – 温度 • 提供： – 电池运行时间和剩余容量 – 电池健康状况信息 – 总体电池电源管理（工作模式）
28
基于库仑计数的电量监测
• 电池处于满充电状态
• 在放电过程中容量被
积分
4.5
• 每次发生完全放电时 4.0 Qmax 都被更新
3.5
锂离子电池单元电压
0.2C 放电速率 Q
Q i dt
EDV
3.0
EDV：放电终止电压
01
产品示例：BQ27010、BQ27210
234 容量，Ah
56 Qmax
• 仅在非常低的电流下准确 V VOCV - I •RBAT
?
21
电池电阻
? V = VOCV - I •RBAT
阻抗 = f(温度, 电荷状态, 和老化) 电阻在 100 次充放电之后将增加一倍 电池之间的电阻偏差为 10-15% 不同制造商的电池电阻偏差可达 10-15%
22
阻抗与温度和 DOD 有关
0
0 0.042 0.064 0.086 0.11 0.13 R(Z) -
• 在 1C 速率放电、40-mV 压差下，会引起 ±26% 的最大 SOC 误差
12
电池剩余容量 (RM)
RM：从当前状态至 EDV 的电池容量
电池电压 (V)
4.2
状态 A
3.6 EDV
3.0 2.4
OCV I•RBAT
73%
运行时间 6:23
2
概要 • 电池化学成分基本知识 • 传统的电池电量监测方法
– 基于电压 – 库仑计数 • 阻抗跟踪技术及其优势
3
电池电量监测基础知识 第一部分：电池化学成分基本知识
4
锂离子电池放电曲线：最优运行时间
随着放电速率、温度和老化情况改变关断电压可提供尽可能长的运行时间
5
电池化学容量 Qmax
阻抗在很大程度上取决于温 度、电荷状态及老化
Q SOC =
Qmax
满充电
完全放电
DOD = 1-SOC (电荷状态) SOC = 1 (满充电电池) SOC = 0 (完全放电电池)
SOC：电荷状态 DOD：放电深度
23
新电池的阻抗差异
Rhf
R1
R2
- Im (Z) - - Im (Z) -
制造商 1
11
新电池的阻抗差异
Rhf
R1
R2
- Im (Z) - - Im (Z) -
制造商 1
0.05
0.025
1 kHz
RSER L
1 mHz
C1 C2
制造商 2
0.05
1 mHz
0.025
1 kHz
0
0 0.062 0.084 0.11 0.13 0.15 R(Z) -
• 低频 (1 mHz) 阻抗偏差为 15%
SOC 误差 % SOC Error – %
SOC 误差 % SOC Error – %
新电池的误差
误差随老化 的演变情况
1515
13.13
11.121.525 9.38
Relaxation Error Cell-to-Cell Variation Total Error
101000
87.5
7575
DOD = 1-SOC (电荷状态) SOC = 1 (满充电电池) SOC = 0 (完全放电电池)
Q SOC =
Qmax
SOC：电荷状态 DOD：放电深度
10
阻抗和容量随老化而改变
电池电压 (V) R -eI(mZ()Z)// OOhhmm
4.2 3.92 3.63 3.35 3.07 2.78 2.50 0
电池电量监测基础知识
1
什么是电池电量监测技术?