如何精确预测便携式设备的电池剩余电量和运行时间

　　图1显示了电池总容量测量的更新。电池总容量是通过电池在充放电前后电压的变化足够小、处于全空闲状态时，在P1和P2处的两个OCV读数计算得出的。在P1处电池完成放电之前，SOC值可由下式得出：
　　SOC1=Q1/Qmax

　　电池完成放电且通过电荷为DQ时，SOC值可由下式得出：
　　SOC2=Q2/Qmax
　　两个等式相减，得出：

　　其中，△Q=Q1-Q2

　　式中，通过分别在P1处和P2处测量电池的OCV，可由电池OCV以及SOC之间的相关性得出SOC1和SOC2。从该等式可以看出，无需经历完全的充放电周期即可确定电池总容量。

　　在接入了外部负载之后，可以通过测量出在负载条件下的电池电压差来测量每节电池的阻抗。压差除以接入的负载电流，就可以得出低频电池阻抗。

　　此外，当采用描述温度效应的模型进行测量工作时，阻抗的大小与温度高低有关。有了该阻抗信息，就可以对终止电压进行预测，从而可以精确计算所有负载或温度下的剩余电量。有了该电池阻抗信号，通过在固件中使用一种电压仿真方法就可以确定剩余电量。该仿真方法先计算出当前的SOCstart值，然后计算出在负载电流相同且SOC值持续降低的情况下未来的电池电压值。当仿真电池电压低于电池终止电压(典型值为3.0V/每节)时，获取与此电压对应的SOC值并记做SOCfinal。剩余电量RM可由下式得出。

　　RM=(SOCstart-SOCfinal)×Qmax

　　图2说明了由基于实时更新电池阻抗的电量监测计bq20z80如何精确地预测电池的剩余电量。对剩余电量预测的误差不到1%，该误差率会贯穿于整个电池组的使用寿命。

结论

　　基于阻抗跟踪技术的电池电量监测计综合了基于库仑计数算法与基于电压相关算法的优点，从而实现了最佳的电池电量监测精确度。通过测量空闲状态下的OCV，可以得出精确的SOC值。由于所有自放电活动都在电池的OCV降低过程中反应出来，所以无需进行自放电校正。当设备的运行模式为活动模式且接入了负载，便开始执行基于电流积分的库仑计数算法。通过实时测量实现对电池阻抗的更新，而且通过阻抗跟踪技术还可以省去耗时的电池自动记忆周期。因此，在整个电池使用周期内都实现了1%的电池电量监测精度。