算法 - Impedance Track 阻抗跟踪笔记

一、简单介绍

[1.1 RSOC/RM/FCC的定义](#1.1 RSOC/RM/FCC的定义)

[1.2 电池稳态电路模型](#1.2 电池稳态电路模型)

[1.3 电池瞬态模型](#1.3 电池瞬态模型)

[1.4 电池温升模型](#1.4 电池温升模型)

二、Qmax

三、阻抗

四、RM和FCC

一、简单介绍

这个算法是TI公司专利保护的算法，主要用于计算锂电池的剩余容量

1.1 RSOC/RM/FCC的定义

RSOC(Relative State Of Charge)：电量百分比

RM或者RC(Remaining Capacity)：剩余容量

FCC(Full Charge Capacity)：满充容量

RSOC = 100%时，认为电池充满，而充满标准为指定时间内满足：

电池处于充电状态

电池电压高于设定值 [ Voltage > Charging Voltage - Taper Voltage ]

充电电流小于设定值 Taper Current

累积充电电量超过 Min Taper Capacity
RSOC = 0%时，认为电池放空

FCC 也就是 RSOC从[ 100% -> 0% ]这个过程中累积释放的电量；

若是设置了Reserve Capacity，则FCC为上方电量 - Reserve Capacity后的电量；

设置Reserve Capacity一般是留一些容量用于IC工作

FCC受到负载大小、电池温度影响，基本上不会完全等于电池出厂的标称容量；
RM 为当前时刻放空到RSOC = 0%的电量，或者说是剩余电量。RM也受到负载大小、电池温度影响；

1.2 电池稳态电路模型

电池稳态时视为电压源+电阻

电压源为电池开路电压(OCV)，电阻为电池内阻R

OCV为开路电压，它与放电温度T，放电深度DOD(Depth of Discharge)有关；

DOD是对最大化学容量Qmax从满充到放空的刻度分布；

在电量计中DOD从0到16384分布；

Qmax与OCV对应，Qmax与负载无关，可以理解为用小电流放电最多能放出的电量(把电池压榨出最后一点电)，所以Qmax与FCC、Design Capacity不同；

电池阻抗R会跟着放电温度T、放电深度DOD而变化；

1.3 电池瞬态模型

IT算法中用 ResRelax Time( resistance relaxation time)反应瞬态模型；

这里的ResRelax Time是电池瞬态响应的时间常数，表示为静置开始放电(高频阻抗)到电流稳定(直流阻抗)的时间；

1.4 电池温升模型

OCV、R 都与温度有关；

温升模型主要包括发热系数(T Rise 或 Temp K) 和发热时间常数(T Time Constant 或 Temp A)，Temp K 用于表示单位放电功率引起温升大小，Temp A表示Temp K所需时间；

二、Qmax

电池的化学ID包含了 DOD(OCV,T) 电池处于Relax Mode时，电量计监测OCV确定DOD；

放电前的放电深度为 DOD0，DOD0 和 Qmax 在 Relax Mode更新，当进入Relax Mode 10分钟后电量计读取 OCV，查表DOD(OCV,T) 来确认 DOD0，然后然后每隔 100 秒读一次 OCV，计算 DOD；

但是假如没有有效的OCV测量，则使用下方公式来计算当前DOD

当OCV电压足够稳定，或者静置超过5小时，则更新得到DOD可以用于更新Qmax；

比如，当静置时获得合格的 DOD 更新，记为 DOD1；然后开始放电，累积放出电荷 PassedCharge；然后静置，获得合格的 DOD 更新，记为 DOD2。

在Qmax更新时，最好需要：

温度在10~40℃之间；

放电达到37%的标称容量，第一次Golden Learning时，需要达到90%

更新DOD1和DOD2时，OCV不能在电压平坦区，比如3.737~3.8V

偏置误差(Offset Error)不超过1%的标称容量；

三、阻抗

上面提到 OCV(DOD,T)

那么可以利用电池端实测压差，与当前电流来计算当前电池阻抗

对于阻抗表的更新，第一次计算阻抗为在放电持续开始500s后进行，500s避免瞬态因素的影响；

然后每50s计算一次，会把阻抗R(DOD,T)存在RAM里。

在导入化学ID的时候，会把初始的阻抗表导到data flash里，阻抗表按DOD分成15个格子，前9个间隔11.1%，后面6个间隔3.3%

四、RM和FCC

需要拥有 Qmax、DOD、阻抗R

注意：这里DOD是放电深度，放电，深度

DOD0为放电前的放电深度，DODatEOC为充满电时的放电深度，

PassedCharge 是当前充电或放电的累积容量，从库仑计直接获得，每次 DOD0 更新时 PassedCharge 会清零。

对未来容量RM的估计为：