鋰電池充放電理論及電量計(jì)算方法設(shè)計(jì)

鋰電池充放電理論及電量計(jì)算方法設(shè)計(jì)鋰電池充放電理論及電量計(jì)算方法設(shè)計(jì)鋰離子電池介紹(State-Of-Charge;SOC)(AbsoluteState-Of-Charge;ASOC)及相對(duì)荷電狀態(tài)(RelativeState-Of-Charge;RSOC)。通常相對(duì)荷電狀態(tài)的范圍是0%-100%，而電池完全充電時(shí)是1000%。確定荷電狀態(tài)則是一值。一個(gè)全完全充電電池確實(shí)定荷電狀態(tài)是100%;而老化的電池即100%。量愈低。溫度低時(shí)，電池容量也會(huì)降低。圖一、不同放電率及溫度下電壓與容量之關(guān)系(MaxChargingVoltage)4.2V和4.35V，而假設(shè)陰極、陽極材料不同電壓值也會(huì)有所不同。(FullyCharged)100mV，且充電電流降低至C/10，電池可視為完全充電。電池特性不同，完全充電條件也有所不同。電電壓，且充電電流降低至C/10，電池即視為完全充電。圖二、鋰電池充電特性曲線(MiniDischargingVoltage)最低放電電壓可用截止放電電壓來定義，通常即是荷電狀態(tài)為0%時(shí)的電壓。此電壓值不是一固定值，而是隨著負(fù)載、溫度、老化程度或其他而轉(zhuǎn)變。(FullyDischarge)當(dāng)電池電壓小于或等于最低放電電壓時(shí)，可稱為完全放電。(C-Rate)充放電率是充放電電流相對(duì)于電池容量的一種表示。例如，假設(shè)用1C來放電一小時(shí)之后，抱負(fù)的話，電池就會(huì)完全放電。不同充放電率會(huì)造成不同的可用容量。通常，充放電率愈大，可用容量愈小。循環(huán)壽命50010%~20%。圖三、循環(huán)次數(shù)與電池容量的關(guān)系(Self-Discharge)10°C，自放電率即倍增。鋰離1~210~15%自放電量。圖四、鋰電池自放電率在不同溫度下的表現(xiàn)電池電量計(jì)簡(jiǎn)介電量計(jì)功能簡(jiǎn)介電池容量。其根本功能為監(jiān)測(cè)電壓，充電/放電電流和電池溫度，并估量電池荷電狀態(tài)(SOC)及電池的完全充電容量(FCC估量電池荷電狀態(tài)的方法：開路電壓法(OCV)和庫侖計(jì)量法。另一種方法是由RICHTEK開路電壓法30時(shí)的電池端電壓。所以一個(gè)固定的開路電壓表無法完全代表荷電狀態(tài);不能單靠查表來的荷電狀態(tài)差異很大。圖五、充、放電狀況下的電池電壓以下圖可知，放電時(shí)不同負(fù)載之下，荷電狀態(tài)的差異也是很大。所以根本用鉛酸電池或不連續(xù)電源等。圖六、放電時(shí)不同負(fù)載之下的電池電壓庫侖計(jì)量法庫侖計(jì)量法的操作原理是在電池的充電/放電路徑上的連接一個(gè)檢測(cè)電流值。實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器(RTC)則供給把該電流值對(duì)時(shí)間作積分，從而得知流過多少庫倫。圖七、庫倫計(jì)量法根本工作方式電庫侖計(jì)數(shù)器和放電庫侖計(jì)數(shù)器，它可計(jì)算剩余電容量(RM)及完全充電容量(FCC(RM)(FCC)來計(jì)算出荷電狀態(tài)，即(SOC=RM/FCC)。此外，它還可預(yù)估剩余時(shí)間，如電力耗竭(TTE)和電力布滿(TTF)。圖八、庫倫計(jì)量法的計(jì)算公式ADC是無上限的。圖九、庫倫計(jì)量法的累積誤差為消退累積誤差，在正常的電池操作中有三個(gè)可能可使用的時(shí)間點(diǎn)：充電完畢(EOC)，放電完畢(EOD)和休息(Relax)。充電完畢條件到達(dá)表示電池已布滿電且荷電狀態(tài)(SOC100%。放電完畢條件則表示電池已完全放電，且荷電狀態(tài)(SOC)應(yīng)當(dāng)為0%;它可以是一個(gè)確定的顯示了在上述狀態(tài)下的荷電狀態(tài)誤差是可以被修正的。圖十、消退庫侖計(jì)量法累積誤差的條件造成庫倫計(jì)量法準(zhǔn)確度偏差的其次主要因素是完全充電容量(FCC)誤全充電容量(FCC)會(huì)受到溫度，老化，負(fù)載等因素影響。所以，完全顯示了當(dāng)完全充電容量被高估和被低估時(shí)，荷電狀態(tài)誤差的趨勢(shì)現(xiàn)象。圖十一、完全充電容量被高估和被低估時(shí)，誤差的趨勢(shì)動(dòng)態(tài)電壓算法電量計(jì)動(dòng)態(tài)電壓算法電量計(jì)僅依據(jù)電池電壓即可計(jì)算鋰電池的荷電狀為，進(jìn)而打算荷電狀態(tài)SOC(%)，但此方法并不能估量電池容量值(mAh)。使用迭代算法來計(jì)算每次增加或削減的荷電狀態(tài)，以估量荷電狀態(tài)。電才能消退。動(dòng)態(tài)電壓算法電量計(jì)僅由電壓信息來估量電池的荷電狀態(tài);由于的參數(shù)。圖十二、動(dòng)態(tài)電壓算法電量計(jì)和增益優(yōu)化的表現(xiàn)C/2，C/4，C/7C/103%。圖十三、不同的放電速率條件下，動(dòng)態(tài)電壓算法的荷電狀態(tài)的表現(xiàn)3%。圖十四、在電池短充短放的狀況，動(dòng)態(tài)電壓算法的荷電狀態(tài)的表現(xiàn)相較于庫侖計(jì)量法電