電池健康度指標

評定電池的健康狀況以下兩個關鍵特性可以反映鉛酸電池的健康狀況：（一） 運行狀態(tài)（SoH）SoH指示電池可以儲存多少電荷充電狀態(tài)指示好比是電池的“燃油表”。計算SoC的方法有很多，其中最常用的有兩個：開路電壓測量法和庫侖測定法（也稱庫侖計數(shù)法）。（二） 充電狀態(tài)（SoC）SoC指示電池可以提供多少電荷，用電池額定容量（即新電池的SoC）的百分比表示。（1） 庫侖測定法這種方法用庫侖計數(shù)求取電流對時間的積分，從而確定SoC。利用該方法可以實時計算SoC，即使電池處在負載條件下。然而，庫侖測定法的誤差會隨著時間推移而增大。（2） 開路電壓（VOC）測量法電池空載時的開路電壓與其充電狀態(tài)之間成線性關系。這種計算方法有兩個基本限制：一是為了計算SoC，電池必須開路，不連接負載;二是這種測量僅在經(jīng)過相當長的穩(wěn)定期后才精確。這些局限使得VOC方法不適合在線計算SoC。該方法通常在汽車維修店中使用，在那里電池被卸下，可以用電壓表測量電池正負極之間的電壓。一般是綜合運用開路電壓和庫侖計數(shù)法來計算電池的充電狀態(tài)。運行狀態(tài)運行狀態(tài)反映的是電池的一般狀態(tài)，以及其與新電池相比儲存電荷的能力。由于電池本身的性質，SoH計算非常復雜，依賴于對電池化學成分和環(huán)境的了解。電池的SoH受很多因素的影響，包括充電接受能力、內部阻抗、電壓、自放電和溫度。一般認為難以在汽車這樣的環(huán)境中實時測量這些因素。在啟動階段（引擎起動），電池處在最大負載下，此時最能反映電池的SoH。Bosch、Hella等領先汽車電池傳感器開發(fā)商實際使用的SoC和SoH計算方法屬于高度機密，常常還受專利保護。作為知識產權的擁有者，他們通常與Varta和Moll等電池制造商密切合作開發(fā)這些算法。圖1所示為電池檢測常用的分立電路。Vaitsy圖1分立電池檢測解決方案該電路可以分為三個部分：（1）微控制器微控制器或MCU主要完成兩個任務。第一個任務是處理模數(shù)轉換器（ADC）的結果。這項工作可能很簡單，例如僅執(zhí)行基本濾波;也可能很復雜，例如計算SoC和SoH。實際的功能取決于MCU的處理能力和汽車制造商的需求。第二個任務是將處理過的數(shù)據(jù)經(jīng)由通信接口發(fā)送到ECU。2）電池檢測電池電壓通過一個直接從電池正極分接出來的阻性衰減器來檢測。為檢測電流，將一個檢測電阻（12V應用一般使用ioomQ）放在電池負極與地之間。在這種配置中，汽車的金屬底盤一般為地，檢測電阻安裝在電池的電流回路中。在其它配置中，電池的負極是地。對于SoH計算，還必須檢測電池的溫度。（3）通信接口目前，本地互連網(wǎng)絡（LIN）接口是電池傳感器和ECU之間最常用的通信接口。LIN是廣為人知的CAN協(xié)議的單線、低成本替代方案。

這是電池檢測最簡單的配置。然而，大多數(shù)精密電池檢測算法要求對電池電壓與電流，或者電池電壓、電流與溫度同時采樣。為了進行同步采樣，最多需要增加兩個模數(shù)轉換器。此外，ADC和MCU需要調節(jié)電源以便正確工作，導致電路復雜性增加。這已經(jīng)由LIN收發(fā)器制造商通過集成調節(jié)電源而得到解決。汽車精密電池檢測的下一步發(fā)展是集成ADC、MCU和LIN收發(fā)器，例如ADI公司的ADUC703X系列精密模擬微控制器。ADuC703x提供兩個或三個8ksps、16位X-AADC,—個20.48MHzARM7TDMIMCU，以及一個集成LINV2.0兼容收發(fā)器。ADuC703x系列片內集成低壓差調節(jié)器，可以直接從鉛酸電池供電。圖2采用集成器件的解決方案示例為了滿足汽車電池檢測的需求，前端包括如下器件：一個電壓衰減器，用于監(jiān)控電池電壓;一