锂电池电量检测原理

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1、目录目录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Qmax71.5可用容量Quse81.6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

2、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-BQ3060323.8问题考查33第四章阻抗跟踪技术的优势344.1电量

3、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Qmax37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。l电池容量：–百分比–至电量耗尽/充满的时间73%–毫安时（mAh）–瓦时（Wh）运行时间6:23–通话时间

4、、限制时间等l可获得用于反映电池健康状况及安全诊断的其他数据1.健康状态2.满充电容量电池电量监测技术主要是用来报告电池的容量，同时它一般也可以提供电池的健康状态和电池的满充容量。1.2概要介绍l电池化学成分基本知识l传统的电池电量监测方法–基于电压–库仑计数l阻抗跟踪技术及其优势1.3第一部分：电池化学成分基本知识首先给大家介绍的是一些跟电池电量计量有关的一些电池化学成分的知识。下图为：锂离子电池放电曲线：最优运行时间这里的三张图是在不同情况下测到的锂离子电池放电曲线图。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。从这些图中我

5、们首先可以看到，在室温小电流情况下电池的电压在3.5V之后会很快的发生跌落，虽然系统可以支持的最低电压可以到3.0V或3.3V，但是由于到3.5V之后电压会很快跌落，为了避免突然关机造成的数据丢失或者加载文件的电路突然中断，客户的应用系统通常的倾向于把电池的最低容量为零的参考点设置为3.5V，如果在低温或者大电流的情况下，或者在电池非常老化的情况下，如果还是把3.5V作为电量为零的参考点，那就会造成电池的可用容量大大的减少，大家可以从这些曲线上可以看到，在大电流情况下，基本上一开始放电的曲线就已经快到3.5V了，那么在老化或者低温的情况下也是类似的，

6、所以如果固定的以3.5V作为容量为零的参考点，那在低温或者大电流情况，或者是接近老化的情况下，会造成所报告容量的缩减，为了避免这种情况，电池的容量需要根据温度、放电速率、电池的老化程度进行调整。锂离子电池的大电流放电能力可通过使用较厚或较薄的活性材料层在很宽的范围内进行调整。活性材料层较薄意味着电池拥有较高的大电流放电能力，但能量密度则较低。笔记本电脑中使用的标准18650圆柱形电池专为实现最大C速率放电而设计。然而，有些电池的额定规格则是专为10C放电而拟订的（用于便携式电动工具），甚至有的电池能达到60C速率放电（用于气电混合动力汽车中的备用电源

7、/再生制动）。大电流放电能力在低于0℃的低温条件下将严重降低，这是因为有机电解液的低导电率所致。电解液的导电率良莠不齐，所以应查阅制造商提供的有关低温放电的数据，这一点很重要。1.4电池化学容量Qmax关于电池电量监测技术里面，有一个比较重要的概念，就是电池的化学容量Qmax。在这张图里面，红色的曲线和3.0V的横坐标交叉点，对应的值就是Qmax。这个曲线是负载电流为0.1C的情况下测出来的，因为要测得Qmax必须保证负载电流足够的小，理论上Qmax是指电流趋近零时所能放出来的容量，但实际情况下，工程技术上是用很小的电流来做Qmax的测定，这里我们是

8、用的0.1C的电流。那为什么是0.1C呢？C这个概念在电池电量管理里面就是指电池的放电速率，1C实际就是指如