簡介

鋰離子電池的普及正在推動電動汽車、醫(yī)療和機器人市場的蓬勃發(fā)展。不僅如此，當前的應用需求不斷驅(qū)動大型電池組的應用，以實現(xiàn)更大的范圍、更長的壽命和更卓越的功率能力。

在基于電池的應用中，估計電池的內(nèi)部狀態(tài)對保證其性能至關(guān)重要。這項任務一般由電量計完成。電量計可以準確估算電池內(nèi)部狀態(tài)，同時提供有關(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，開發(fā)如此復雜的算法需要深入了解鋰離子電池的化學特性、非線性狀態(tài)估算技術(shù)和控制理論方面的專業(yè)知識，同時花費大量的資源和時間。

本文將介紹一種用于高壓電池組的新型、高適應性電量計，它能夠在保持高估算精度的同時大幅縮短上市時間。本文將重點關(guān)注四個關(guān)鍵方面：高級算法設(shè)計、簡單系統(tǒng)集成、輕松配置和快速虛擬驗證。

高級電量計算法設(shè)計

電量計利用可測量參數(shù)（例如電流、電壓和溫度）來推斷電池的內(nèi)部狀態(tài)。電流估算法（例如庫侖計數(shù)）監(jiān)測進出電池的電荷，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。但模型法依賴單個電池的數(shù)學模型來捕獲電池最重要的動態(tài)參數(shù)，如開路電壓和擴散電壓。而這些動態(tài)參數(shù)受內(nèi)部和環(huán)境因素的嚴重影響，因此對這些參數(shù)的提取取決于整個電池工作范圍內(nèi)定義的表征測試。

我們以MPS 的MPF4279x系列產(chǎn)品為例進行說明。MPF4279x是MPS提供的新型電量計系列，它采用基于模型的高級狀態(tài)估算法來提供高精度的電池信息，例如電池組充電狀態(tài)、剩余充電時間、運行時間 、健康狀況和功率限制。

表 1 列舉了在不同工作條件下，應用?MPF42790的電池組充電狀態(tài)性能指標。表中的指標對應充電狀態(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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