创建安全和健康电池组所需的两个元件介绍

在这篇文章中，我将介绍创建安全和健康电池组所需的其它两个元件：采集电池组中每节电池的诊断信息，并提供保护功能的监视器，以及智能计算电池荷电状态和健康水平的电量计。

监视器（模拟前端 (AFE)）

由于保护功能是所有电池组电子元件的主要功能，一般的电池组器件都配备有某些级别的保护功能。例如，一个电池监视器（模拟前端 [AFE]）被设计为实现以下功能，或混合功能：

测量单节电池电压、电池组电流和电池组温度（通过一个单独的温度传感器测量）。

驱动一个为其它组件供电的集成LDO，比如说电量计或微控制器 (MCU)。

驱动一个电池平衡网络，以确保电池组中的每节电池在充电时保持一致。

驱动充电 (CHG) 和放电 (DSG) FET来保护电池组。

提供包括电压和电流保护功能在内的混合硬件保护功能。

如你所见，监视器提供针对电池组的关键功能。这些功能使得监视器对于电池组来说极其重要；然而，需要注意的一点是，并不是所有的应用都需要独立监视器。某些电池节数量较低的应用（少于5节电池）不使用监视器；而使用的是诸如bq40z50-R1等包含监视功能的多合一电量计（保护器、监视器和电量计）。此外，所有监视器需要某些形式的主机、MCU或电量计来对其进行控制，并且接收电池节测量数据等通信信息。

电量计

现在，我们来谈一谈电量计到底是什么器件，以及如何选择一款电量计。一个电量计就意味着要去。。。计量。换句话说，它的工作就是估计或确定某些参数的幅度、数量或大小。在一个电池组中，电量计计算2个东西：荷电状态 (SOC) 和健康状态 (SOH)。SOC是指电池内支持系统运行的所剩电量，而SOH是电池寿命的测量值，并决定是否需要更换。然后，这个电量计将知道何时提示系统注意这些数值，这样的话，用户就可以采取正确的操作了。在选择电量计时，你可以采取以下3条途径中的任何一个，可以选择：

一个多合一电量计（配备有监视器 (AFE)，以及某些种类的保护）

一个不执行任何监视或保护功能的分立式电量计。

一个MCU。

分立式电量计是具有特殊固件，能够执行电量计量活动的器件。选择MCU，而不选择电量计将取决于你在电量计量算法开发方面的经验，或者说，你是否更喜欢使用准确的、现成可用、易于上手的器件。TI拥有大量的支持不同算法的产品组合，每一种算法都有其自身的复杂度和精确度等级。例如，我们的Impedance Track™ 算法，能够提供非常精密的准确度，误差率为1%。

需要知道的最后一件事情就是，在电池组内，分立式电量计对监视器所发挥的作用。在这个情况下，电量计是控制监视器的大脑，并且完成设定保护阀值或驱动保护FET等操作。

我们来回顾一下这个系列，总结其中所讲的内容。所有电池组具有3个基本功能：保护、监视和电量计量。电池组可以包含一个单芯片解决方案（例如bq40z50-R1）或一个多芯片解决方案；这二者均有其自身的优缺点。电池组中的保护功能也许是一个独立器件，或者包含在电量计或监视器中。出于冗余的目的，硬件和固件保护能够一起工作。监视器依赖主机实现通信的目的，而一个电池组需要具有某种电量计量算法的电量计或MCU。

审核编辑：郭婷