ZHCUC43A June   2024  – April 2025 BQ41Z50

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   特性
  4.   4
  5. 1评估模块概述
    1. 1.1 简介
    2. 1.2 套件内容
    3. 1.3 规格
    4. 1.4 器件信息
  6. 2BQ41Z50EVM 快速入门指南
    1. 2.1 设置并评估 EVM 时所需的项目
    2. 2.2 软件安装
    3. 2.3 EVM 连接
      1. 2.3.1 连接器
        1. 2.3.1.1 主要输入和输出连接器
        2. 2.3.1.2 跳线放置
        3. 2.3.1.3 电池连接器
        4. 2.3.1.4 负载/充电器连接器
        5. 2.3.1.5 GPIO 连接器
    4. 2.4 更新固件
  7. 3硬件
    1. 3.1 BQ41Z50 生产校准指南
  8. 4软件
    1. 4.1 Battery Management Studio
      1. 4.1.1 寄存器屏幕
      2. 4.1.2 设置可编程 BQ41Z50 选项
      3. 4.1.3 校准屏幕
        1. 4.1.3.1 电压校准
        2. 4.1.3.2 温度校准
        3. 4.1.3.3 电流校准
      4. 4.1.4 化学成分屏幕
      5. 4.1.5 编程屏幕
        1. 4.1.5.1 对闪存存储器编程
        2. 4.1.5.2 导出闪存存储器内容
      6. 4.1.6 高级命令 SMB 画面
  9. 5IT-DZT 电量监测指南
    1. 5.1 什么是 Dynamic Z-Track™ (IT-DZT)？
    2. 5.2 IT-DZT 概述
    3. 5.3 关键 IT-DZT 参数
    4. 5.4 IT-DZT 化学成分详细信息
    5. 5.5 动态负载的实现 (IT-DZT)
    6. 5.6 结果
  10. 6硬件设计文件
    1. 6.1 BQ41Z50EVM 电路模块原理图
      1. 6.1.1 LED 控制
    2. 6.2 电路模块物理布局
      1. 6.2.1 电路板布局
      2. 6.2.2 原理图
    3. 6.3 物料清单
  11. 7其他信息
    1. 7.1 商标
  12. 8相关文档
  13. 9修订历史记录

5.5 动态负载的实现 (IT-DZT)

本节使用 BQ41Z50 评估模块来重点介绍 IT-DZT 在动态负载下的优势。电池的特性如下表所示。这些参数对于配置电量监测计（如前面几节中所述）至关重要。

表 5-1
电芯类型锂离子
设计容量4680mAh
充电电压4430mV
端子电压3000mV
设计电压3860mV

下表显示了该实现方案的 Data Memory 配置。这些参数可确保准确的电量监测和 IT-DZT 功能。

注： 请注意 Term Voltage 和 Design Voltage 是如何乘以 3 的。用于该测试的应用为 3S1P。
表 5-2
[Gas Gauging][Current Thresholds][Dsg Current Threshold]100mA
[Gas Gauging][Current Thresholds][Chg Current Threshold]50mA
[Gas Gauging][IT Cfg][Term Voltage]8100mV
[Settings][Manufacturing][Mfg Status Init]18
[Advanced Charge Algorithm][Termination Config][Charge Term Taper Current]269mA
[Gas Gauging][Design][Design Capacity mAh]4680mAh
[Gas Gauging][Design][Design Voltage]11580mV
[Gas Gauging][Design][Design Capacity cWh]5419cWh
[Gas Gauging][Current Thresholds][Quit Current Threshold]10mA
  • 放电和充电电流阈值：分别设置为 100mA 和 50mA，以准确确定运行期间是放电模式还是充电模式。可根据应用来设置这些参数。确保 DSG 和 CHG 电流阈值都大于退出电流阈值。退出电流保持为默认 10mA。
  • Term voltage：设置为 2,700mV * 3 节串联电芯：8100mV。在电池制造商数据表中，必须将该值设置为最低电压或端子电压。
  • Mfg Status Init：设置为 0x18。发送 GAUGE_EN 和 FET_EN 命令。
  • Taper Current：根据 C/20 速率和 10% 开销，设置为 269mA。建议使用 C/20 收尾电流。但是，电量监测计的收尾电流必须比充电器的收尾电流高 10-15%，以确保监测计在充电器切断充电电流之前能够平稳地终止充电。
  • Design Capacity：根据电芯数据表设置为 4,680mAh。
  • Design Voltage：设置为 3,860mV × 3 节串联电芯 = 11,580mV。
  • Design Capacity cWh：设置为 [Design Capacity]*[Design Voltage] = 4,680mAh × 11,580mV ~= 5,419cWh。
  • Update Status：设置为 0x05。Qmax 已知。
    注： 根据下面 Update Status 值的说明，Update Status 也可以设置为 0x06，因为电芯的内部电阻可通过创建 chemID 来获取。不过，该操作的目的是展示电量监测计如何准确跟踪动态负载下电芯的内部阻抗。
注：
  • Update Status = 0x04 -> 电量监测计已启用，但未得知 Qmax 和 Ra
  • Update Status = 0x05 -> 电量监测计已启用，已得知 Qmax
  • Update Status = 0x06 -> 电量监测计已启用，已得知 Qmax 和电阻
  • Update Status = 0x0E -> 与 0x06 相同，但已得知额外的 Qmax（字段 Qmax）。

在 [Settings][Configuration] 下，将 [Temperature Enable] 设置到右侧的热敏电阻引脚。本例中使用了 TS1 引脚，因此 [Temperature Enable] 设置为 2。BQ41Z50EVM 有 4 个热敏电阻，必须根据实现方案中所用的热敏电阻引脚进行设置。必须禁用所有未使用的 TS 引脚。图 5-8 显示了启用相应 TS 引脚时的温度使能寄存器。

BQ41Z50EVM 温度使能寄存器图 5-8 温度使能寄存器

TS1 是唯一安装在电池上并用于测量电芯温度的热敏电阻。禁用所有其他热敏电阻引脚，以防止其他温度读数产生干扰。在 [Settings][Configuration][Temperature Mode] 下，将 TS1 模式位清除为 Cell Temperature 模式，并将所有其他 TSn 模式设置为 FET Temperature mode。

使用“Commands”选项卡，重置电量监测计以清除 VOK 并临时设置 RDIS。在开始一个周期之前，要确保电芯平衡，以避免放电深度 (DoD)、充电状态 (SoC) 读数不准确，甚至可能无法获取 Qmax 更新。建议在第一个周期期间设置 RDIS，以防止电量监测计在获取 Qmax 更新之前更新电阻。

注： 或者，如果 Qmax 已知并且电池已充满电，则用户可以让 RDIS 位保持清零（方法是不发送 RESET 命令），并允许在第一个放电周期中得知电阻。

该实现方案利用 Arbin 电池测试仪，根据预定义的计划来执行充放电周期。此 IT-DZT 测试的自定义时间表包括充电、静息、放电及脉冲负载，以模拟快速充电和放电序列。下面的 图 5-9 说明了充电-静息-放电周期。在放电例程期间，Ra 值会更新，波动的负载有助于确定电量监测计是否准确捕获电阻变化。通过监测这些快速转换，可以评估电量监测计是否有效接收和处理了电阻更新，从而确保在任意负载条件下实现准确的性能。

BQ41Z50EVM 电流和电压随时间的变化情况图 5-9 电流和电压随时间的变化情况