獲取鋰離子(Li+)電池參數，用于基于開路電壓(OCV)的電

獲取鋰離子(Li+)電池參數，用于基于開路電壓(OCV)的電量計測量

摘要：DS2786是一款基于開路電壓的電量計，能夠報告鋰離子電池總儲存電量。該器件在出廠前已經建立了理想的OCV曲線，可以精確估算Li+電池的剩余電量。DS2786 OCV電量計的精度可通過實際應用條件下的Li+電池特性參數改善。

引言

基于開路電壓(OCV)的獨立式電量計DS2786可根據空閑狀態下電池的開路電壓估算可充電鋰離子(Li+)電池的可用電量。器件按照儲存在IC中的查找表，利用開路電壓確定電池的相對容量。DS2786出廠前，EEPROM中已經建立了理想的OCV曲線。根據實際應用中鋰離子(Li+)電池的充/放電參數獲取OCV曲線，以提高DS2786的精度。

本應用筆記描述了基于OCV電量計應用中獲取Li+電池參數、采集并處理數據，而后將數據載入DS2786K評估軟件的方法。

獲取Li+電池參數的步驟

確定滿電量和空電量點
提取Li+電池參數的最佳方法是創建一個盡可能與實際應用接近的環境。其中包括保護電路、放電曲線(包括實際應用中有效電流和待機電流的典型值)以及充電曲線。因此需要模擬電池充電和放電過程，并監控和記錄電流和電壓。

滿電量點(100%電量)是指充電電路對Li+電池充滿電時的容量。空電量點(0%電量)是指有效空電量點、待機空電量點或電池中剩余的絕對電量。
獲取電池參數
在基于OCV電量計應用中提取Li+電池參數可在室溫下進行。最好至少采用3節電池執行下列步驟，獲取平均OCV曲線。
1. 電池充電達到滿電量點。
2. 電池放電達到0%，學習電池容量，以mAh為單位進行記錄。
3. 電池充電達到滿電量點。
4. 電池空閑60分鐘。
5. 記錄100%時的開路電壓。
6. 以大約0.2C的速率，將電池放電5% (基于步驟2中的電池容量)。
7. 電池空閑60分鐘。
8. 記錄95%時的開路電壓。
9. 重復執行19次6-8步驟，直到電池容量為0%。

數據分析
表1為典型電池的采樣數據，由Maxim Integrated Products提供。20對電量/OCV數據分為9組，并存儲到DS2786的EEPROM。100%和0%時的對應數據必須存儲到器件中。選取其他7對數據來近似代表全部參數。表2為挑選出的用來近似表1中數據的9對數據。圖1為表1和表2中數據的比較。

表1. 典型Li+電池的OCV特性數據

Capacity (%)	OCV (V)
100	4.177454
95	4.129486
90	4.085934
85	4.045427
80	4.008118
75	3.974769
70	3.945074
65	3.917968
60	3.884009
55	3.841219
50	3.820965
45	3.805737
40	3.79325
35	3.783504
30	3.775129
25	3.762185
20	3.741018
15	3.7098
10	3.686654
5	3.674776
0	3.305545

表2. 存儲在DS2786中的OCV參數數據

Breakpoint	Capacity (%)	OCV (V)
8	100.0	4.177454
7	82.5	4.026773
6	60.0	3.884009
5	55.0	3.841219
4	40.0	3.79325
3	25.0	3.762185
2	10.0	3.686654
1	5.0	3.674776
0	0.0	3.305545

圖1. OCV參數數據和9個近似分界點

數據存儲
最后一步是設置即將數據存儲到DS2786的EEPROM中。采用DS2786K評估軟件可以很容易地將數據轉換成適當的格式以存儲到EEPROM中。只需將表2中的數據載入DS2786K的Parameters 標簽，如圖2 所示。此外，應將電池容量(參見第2步)輸入Initial Cell Capacity文本框。然后點擊Write & Copy按鈕。確保設置電壓施加到DS2786的V_PROG引腳，從而正確編程EEPROM。

圖2. DS2786K評估軟件的Parameters標簽

結論

Maxim基于OCV的電量算法可精確跟蹤實際應用中Li+電池充放電時的電池容量。只要用Maxim公司提供的評估軟件采集、存儲電池特性數據，電量計就能精確計算電池剩余電量。

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