怎樣提高鋰離子電池組的續(xù)航能力

我們的精確測(cè)量和50μA待機(jī)電流，13S、48V鋰離子電池組參考設(shè)計(jì)使用BQ34Z100-G1，一種用于鋰離子、鉛酸、鎳金屬氫化物和鎳鎘電池的Impedance Track電量計(jì)，且獨(dú)立于電池串聯(lián)電池配置工作。此設(shè)計(jì)支持外部電壓轉(zhuǎn)換電路。該電路可自動(dòng)控制以降低系統(tǒng)功耗，并在每次充電時(shí)為用戶提供更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間，而無需擔(dān)心過度放電可能造成的損壞。由于電流消耗低，整個(gè)系統(tǒng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響非常有限。因此，我們會(huì)在室溫恒定放電電流下通過BQStudio直接從BQ34Z100-G1讀取數(shù)據(jù)。圖1所示為放電荷電狀態(tài)測(cè)試結(jié)果。

圖1：恒定放電電流下的放電荷電狀態(tài)測(cè)試結(jié)果

提高能效的第二種方法是降低電流消耗。精確的測(cè)量參考設(shè)計(jì)引入了優(yōu)化的偏置電源解決方案，如圖2所示。

圖2：整個(gè)系統(tǒng)偏置功率圖

此設(shè)計(jì)利用我們新的LM5164作為輔助電源。該100 V LM5164是一款寬輸入、低靜態(tài)電流降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，可保護(hù)系統(tǒng)免受標(biāo)稱48 V電池的潛在瞬態(tài)影響，并為3.3 V微控制器(MCU)和BQ34Z100-G1供電。LM5164的輸入由兩個(gè)信號(hào)控制：來自BQ76940的REGOUT和來自MSP430? MCU的SYS。這兩個(gè)信號(hào)中的任何一個(gè)均為高電平，將導(dǎo)通Q1并啟用LM5164的輸入 - 從而啟用MCU電源。電路板剛出廠且電池管理電路板首次通電時(shí)，它處于出廠模式。除BQ76940外，整個(gè)系統(tǒng)未上電，實(shí)現(xiàn)低至5-μA的出廠模式電流消耗。按下按鈕S1將REGOUT設(shè)置為高電平并打開系統(tǒng)電源。當(dāng)MCU上電時(shí)，它會(huì)將SYS設(shè)置為高電平。無論BQ76940處于關(guān)閉模式還是正常模式，整個(gè)系統(tǒng)都具有穩(wěn)定的電源。

您需要打開MCU電源才能在待機(jī)模式下實(shí)現(xiàn)所有電動(dòng)自行車的電池組功能，包括充電器連接/拆卸和負(fù)載連接/拆卸。Q1應(yīng)該通電。要降低待機(jī)模式電流消耗，BQ76940通過I2C命令設(shè)置為關(guān)機(jī)模式。因此SYS為高電平，將Q1保持為通電狀態(tài)。LM5164設(shè)置為低開關(guān)頻率，以降低開關(guān)損耗，而MSP430 MCU處于低功耗模式。所有充電器連接/拆卸和負(fù)載連接/拆卸檢測(cè)均通過固件實(shí)現(xiàn)。待機(jī)電流消耗通常為50μA，如圖3所示。圖4所示為主板的出廠模式電流消耗。

圖3：待機(jī)模式電流消耗

圖4：出廠模式電流消耗