簡(jiǎn)介

鋰離子電池的普及正在推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)、醫(yī)療和機(jī)器人市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展。不僅如此，當(dāng)前的應(yīng)用需求不斷驅(qū)動(dòng)大型電池組的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)更大的范圍、更長(zhǎng)的壽命和更卓越的功率能力。

在基于電池的應(yīng)用中，估計(jì)電池的內(nèi)部狀態(tài)對(duì)保證其性能至關(guān)重要。這項(xiàng)任務(wù)一般由電量計(jì)完成。電量計(jì)可以準(zhǔn)確估算電池內(nèi)部狀態(tài)，同時(shí)提供有關(guān)電池的關(guān)鍵信息，例如充電狀態(tài) (SoC)、健康狀況 (SoH) 和功率限制。不過(guò)，開(kāi)發(fā)如此復(fù)雜的算法需要深入了解鋰離子電池的化學(xué)特性、非線性狀態(tài)估算技術(shù)和控制理論方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，同時(shí)花費(fèi)大量的資源和時(shí)間。

本文將介紹一種用于高壓電池組的新型、高適應(yīng)性電量計(jì)，它能夠在保持高估算精度的同時(shí)大幅縮短上市時(shí)間。本文將重點(diǎn)關(guān)注四個(gè)關(guān)鍵方面：高級(jí)算法設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)單系統(tǒng)集成、輕松配置和快速虛擬驗(yàn)證。

高級(jí)電量計(jì)算法設(shè)計(jì)

電量計(jì)利用可測(cè)量參數(shù)（例如電流、電壓和溫度）來(lái)推斷電池的內(nèi)部狀態(tài)。電流估算法（例如庫(kù)侖計(jì)數(shù)）監(jiān)測(cè)進(jìn)出電池的電荷，而電壓估算法則依賴于電壓查找表。但這些方法如果單獨(dú)使用，其結(jié)果都不盡如人意。

還有一種方法是基于模型的狀態(tài)估算法，它結(jié)合了電流法和電壓法。但模型法依賴單個(gè)電池的數(shù)學(xué)模型來(lái)捕獲電池最重要的動(dòng)態(tài)參數(shù)，如開(kāi)路電壓和擴(kuò)散電壓。而這些動(dòng)態(tài)參數(shù)受內(nèi)部和環(huán)境因素的嚴(yán)重影響，因此對(duì)這些參數(shù)的提取取決于整個(gè)電池工作范圍內(nèi)定義的表征測(cè)試。

我們以MPS 的MPF4279x系列產(chǎn)品為例進(jìn)行說(shuō)明。MPF4279x是MPS提供的新型電量計(jì)系列，它采用基于模型的高級(jí)狀態(tài)估算法來(lái)提供高精度的電池信息，例如電池組充電狀態(tài)、剩余充電時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間 、健康狀況和功率限制。

表 1 列舉了在不同工作條件下，應(yīng)用?MPF42790的電池組充電狀態(tài)性能指標(biāo)。表中的指標(biāo)對(duì)應(yīng)充電狀態(tài)均方根誤差（和最大充電狀態(tài)誤差）。

表1: MPF42790充電狀態(tài)性能

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