如何精確預測便攜式設備的電池剩余電量和運行時間

　　圖1顯示了電池總容量測量的更新。電池總容量是通過電池在充放電前后電壓的變化足夠小、處于全空閑狀態時，在P1和P2處的兩個OCV讀數計算得出的。在P1處電池完成放電之前，SOC值可由下式得出：
　　SOC1=Q1/Qmax

　　電池完成放電且通過電荷為DQ時，SOC值可由下式得出：
　　SOC2=Q2/Qmax
　　兩個等式相減，得出：

　　其中，△Q=Q1-Q2

　　式中，通過分別在P1處和P2處測量電池的OCV，可由電池OCV以及SOC之間的相關性得出SOC1和SOC2。從該等式可以看出，無需經歷完全的充放電周期即可確定電池總容量。

　　在接入了外部負載之后，可以通過測量出在負載條件下的電池電壓差來測量每節電池的阻抗。壓差除以接入的負載電流，就可以得出低頻電池阻抗。

　　此外，當采用描述溫度效應的模型進行測量工作時，阻抗的大小與溫度高低有關。有了該阻抗信息，就可以對終止電壓進行預測，從而可以精確計算所有負載或溫度下的剩余電量。有了該電池阻抗信號，通過在固件中使用一種電壓仿真方法就可以確定剩余電量。該仿真方法先計算出當前的SOCstart值，然后計算出在負載電流相同且SOC值持續降低的情況下未來的電池電壓值。當仿真電池電壓低于電池終止電壓(典型值為3.0V/每節)時，獲取與此電壓對應的SOC值并記做SOCfinal。剩余電量RM可由下式得出。

　　RM=(SOCstart-SOCfinal)×Qmax

　　圖2說明了由基于實時更新電池阻抗的電量監測計bq20z80如何精確地預測電池的剩余電量。對剩余電量預測的誤差不到1%，該誤差率會貫穿于整個電池組的使用壽命。

　　結論

　　基于阻抗跟蹤技術的電池電量監測計綜合了基于庫侖計數算法與基于電壓相關算法的優點，從而實現了最佳的電池電量監測精確度。通過測量空閑狀態下的OCV，可以得出精確的SOC值。由于所有自放電活動都在電池的OCV降低過程中反應出來，所以無需進行自放電校正。當設備的運行模式為活動模式且接入了負載，便開始執行基于電流積分的庫侖計數算法。通過實時測量實現對電池阻抗的更新，而且通過阻抗跟蹤技術還可以省去耗時的電池自動記憶周期。因此，在整個電池使用周期內都實現了1%的電池電量監測精度。