全面！总结BQ系列阻抗跟踪电量计化学Chemical ID配置和Golden学习方法

BQ系列阻抗跟踪电量计SOC最高能达到1%，功能强大，应用起来也比较复杂。不仅要配置好参数，匹配好化学ID，并且进行好Golden学习和相关测试。本文就讲述ID匹配，Golden学习和测试的终极方法流程。

配置参数主要是配置好容量数据，保护参数等，不在本文讨论之内。cnblogs.com/bmsdb 主要阐述一个科学准确的方法来尽量提高BQ电量计的准确度。

适用阻抗跟踪系列BQ芯片，主要包括：

BQ27Z561, BQ28Z610, BQ40Z80, BQ40Z50, BQ78Z100, BQ34Z100, BQ40Z60, BQ30Z554, BQ34Z950, BQ34Z110, BQ34Z653, BQ34Z651, BQ20Z655, BQ20Z75, BQ20Z65, BQ20Z60, BQ20Z70, BQ20Z90, BQ20Z80A。

一 Chemistry 化学 ID匹配

化学ID匹配的目的是，确定好电池所用电芯的数据模型。TI的电芯数据库中已经包含上千种电芯的模型，我们做好测试，用当前的测试数据匹配TI电芯数据库中的某一款或者几款电芯，确定好ID。

测试准备

  • 选择2-3个新量产电芯样品供测试；
  • 测试条件，室温（温度25±2℃），自然散热，空调风不能直接吹到电芯；
  • 电源和负载一套，也可以采用专门电池测试电源，电压记录精度1mV，电流记录精度1mA；
  • 如果保护板已经可以工作，需要EV2300 或 EV2400，用于通信获取电池数据。
  • 如果保护板暂时还不能工作，需要测试电源和负载数据记录，或者使用仪表；
  • bqStudio或者记录软件；
  • 温度传感器一定要和电芯接触好；

化学ID匹配测试过程

  1. 电池放电，用0.1C负载放空，放电截至电压2.8V；
  2. 静置2-5个小时；
  3. 根据电芯规格选择充电电压电流，准备充电。
  4. 设置数据采集间隔4秒，采集时间、电压、电流和温度，开始记录数据；
  5. CC-CV充电，推荐充电电流0.2~1C，截止电流0.01C；
  6. 静置2小时。尽量关闭BMS降低功耗；
  7. 0.1C恒流放电，放到截止电压2.8V；
  8. 静置5小时，尽量关闭BMS降低功耗；
  9. 停止记录数据。

整个测试流程曲线如下图：

wps3F80.tmp

测试数据提交

提交的测试数据包括两个文件：

wps3F81.tmp

Config.txt

roomtemp_rel_dis_rel.csv

1 config.txt 文件内容

ProcessingType=2

NumCellSeries=1

ElapsedTimeColumn=0

VoltageColumn=1

CurrentColumn=2

TemperatureColumn=3

2 记录的数据格式参考：

wps3F82.tmp

打包提交到TI网站生成报告，网址：//www.ti.com/powercalculator/docs/gpc/gpcUpload.tsp

wps3F83.tmp

成功上传后约10分钟, 系统会自动发送邮件至myTI帐号的邮箱上, 计算成功会有⼀个<xxxx-report.zip>的压缩文件。

使用2-3个电芯测试得到多组数据，尽量找出一个符合所有电芯的化学ID，误差在2%以内。

wps3F94.tmp

Chemistry ID对于阻抗跟踪系列芯片很重要，如果误差都比较大，就要考虑测试新化学ID。

测试新化学ID的方法

如果测试的报告结果，误差比较大，在3%以上，说明数据库里面的模型没有匹配的电芯。此时首先要确认测试方法是不是有问题，如果温度、电压电流不正常的，要重新测试。

如果确认测试方法没有问题，或者电芯得确是新配方电芯，那么要与TI沟通送样测试出新ID，过程：

  1. 提供一些电芯供TI测试，样品数量根据需要而定；
  2. TI拿到电芯测试出新ID，更新ID数据库；
  3. 下载新的数据库，网址：//www.ti.com/tool/download/GASGAUGECHEM-SW
  4. 更新到bqStudio中。

二 Golden学习

阻抗跟踪算法的特色就是能根据电池当前特性，自动更新容量和阻抗信息。电池Golden学习是用一套标准工况，来更新Qmax和R_a Table。Golden学习必须要用带保护板的Pack进行测试。这个学习过程不需要记录数据。

学习环境

  • 建议至少测试2pcs 电芯；
  • 充放电环境温度25°C为佳；
  • 配置好的bq系列保护板参数；
  • Chemical ID已经测试完成；

Golden学习过程

  1. 根据实际项目规格配置DF参数，选择正确的CHAM ID烧入；
  2. 对板子进行校正；
  3. 导出这个时候的senc/srec文件备用；
  4. 连接电芯到板子，发送reset命令，得到Golden Pack；
  5. 把电池放空到3.0V，然后静置5个小时；
  6. 发送命令使能IT算法；
  7. 把电池充到饱，确保有效的充电中止（100%,FC置位），然后停止充电；
  8. 静置两个小时；
  9. 把电池以C/5放空到终止电压，然后停止放电；
  10. 静置5个小时，检查update status和Ra flag；
  11. 重复7~10步骤一次。对于bq34Z100-G1：当update status的数值为0x06，Ra flag是0x0055时，说明学习成功。对于bq40z50平台芯片，update status为0x0E为学习成功；
  12. 导出gg文件，手动修改cycle count=0, lifetime, manufacture status=8000等。对于bq34Z100-G1，修改update status=02；
  13. 烧入第3步备份的senc/srec文件；
  14. 导入第12步修改好的文件，得到golden sample；
  15. 生成量产文件，比如senc/srec文件或者DFI文件。

注意事项

• 确保参数配置正确并严格按照指南进行充放电；

• 确保充电结束和放电结束的静置时间要足够；

• 充电停止之前确保FC标志位已经置位；

• 整个过程温度在10~40度范围内。

三 Golden Ra测试

Golden Ra测试主要是学习容量Qmax，Ra表和温度因数。在Golden学习后，Ra阻抗表是一般会自动更新，所以对于一般应用来说，Ra测试不是必需的。但在下面情况下，是要考虑做Ra测试：

• 个别电芯特性不符合阻抗跟踪学习条件，会导致Golden学习不成功；

• 某些比较老的化学ID，缺少Ra0_charge值，此时也会导致Golden学习不成功；

在这两种情况下为了提高准确度，可以主动测试Ra值。TI网站上提供了一套工具，帮助我们完成测试工作。

测试环境

  • 建议至少测试2pcs 电芯
  • 充放电环境温度25°C为佳
  • 时间纪录4秒钟⼀笔
  • bq系列保护板组成的电池包，Chemical ID已经烧录

测试步骤

  1. 在室温25°C对电池包进⾏充电，满充到FC置位；
  2. 静置2小时；
  3. 使用0.2C电流进⾏放电，建议放电至电芯电压2.8V；
  4. 静置5小时；
  5. 将测试数据整理成csv格式，准备好压缩包。

压缩包内容

wps3F95.tmp

Config.txt 文件内容

ProcessingType=3

ChemID=2002

NumCellSeries=1

ElapsedTimeColumn=0

VoltageColumn=1

CurrentColumn=2

TemperatureColumn=3

gg.csv内容

使用bqSTUDIO 读出参数

  sysrate_rel_dis_rel.csv内容

需要包含时间/温度/电压/电流的纪录数值

⼀定要按照该文件名储存成CSV

提交计算

提交到TI网站计算Ra结果，网址//www.ti.com/tool/GPCRA0

wps3F96.tmp

提交几分钟后，会收到邮件通知计算结果。

打开邮件中xxx-report.zip文件

wps3F97.tmp

找到gg_out.csv文件，可以发现Qmax/updatestatus/ Ra参数均已经更新。

后续需要将该gg_out.csv重新写入电池包的电量计中。

四 Golden Rb测试

同Ra测试一样，Rb测试也不是必需的。在以下应用场景才要考虑做Golden Rb测试：

  1. 一些电池经常工作在5℃以下的场景中；
  2. 某些比较老的ID不能自己学习，温度影响误差大；

在这些情况下，温度模型要有所调整才能达到比较好的效果。

测试环境

  • 建议至少测试2pcs 电芯
  • 充放电环境温度25°C为佳
  • 时间纪录4秒钟⼀笔
  • bq系列保护板组成的电池包，Chemical ID已经烧录

测试步骤

  1. 在室温25°C对电池包进⾏充电，满充到FC置位；
  2. 静置2小时；
  3. 使用0.2C电流进⾏放电，建议放电至电芯电压2.8V；
  4. 静置5小时；
  5. 在室温25°C对电池包进⾏充电，满充到FC置位；
  6. 放在0℃的温箱中，静置2小时；
  7. 使用0.2C电流进⾏放电，建议放电至电芯电压2.8V；
  8. 静置5小时；
  9. 整理数据。

测试完成的参数需要整成⼀个压缩文件

wps3F98.tmp

 

压缩文件（.zip）需要包含

Config.txt

gg.csv

lowtemp.csv

roomtemp.csv

Config.txt 文件内容

ProcessingType=4

ChemID=2002

NumCellSeries=1

ElapsedTimeColumn=0

VoltageColumn=1

TemperatureColumn=3

CurrentColumn=2

gg.csv

使用bqSTUDIO 读出参数

lowtemp.csv/roomtemp.csv内容

需要包含时间/温度/电压/电流的纪录数值

⼀定要按照该文件名储存成CSV格式

提交计算

提交到TI网站计算Rb结果，网址 //www.ti.com/tool/GPCRB

wps3F99.tmp

打开邮件中xxx-report.zip文件，可以找到gg_out.csv和chemdat12_IDxxxx文件，打开csv文件可以发现Qmax/ TRise/ Ra参数均已经更新。后续需要将该gg_out.csv和chemdat12_IDxxxx重新写入电池包的电量计中。

wps3F9A.tmp

GG文件配置就不多说了。写Rb文件chemdat12_IDxxxx在下面位置：

wps3F9B.tmp

五 总结

本文完整介绍了BQ阻抗跟踪系列电量计的所有学习过程。在大多数应用中，只需要执行化学ID匹配和Golden学习过程。作者在很多项目中使用，也是这样就能达到比较好的结果。

BQ各款芯片会有一点差异，应用时需要理解+发挥，不可死守教条。如果对BQ芯片内部结构有兴趣，可以查看cnblogs.com/bmsdb我的历史文章。

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