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1、一,电量计简介,冯伟 2014.11.18 ,一,美信电量计,二,一,MTK电量计,高通电量计,三,目录,MTK软件电量计,所需要的数据： 1、开路电压、放电深度 2、开路电压、电池内阻 3、温度、容量 4、热敏电阻阻值、温度 以上13，都包括-10、0、10、25、50 5张表，温度通过热敏电阻分压采样并平均得到，其他所有值都是根据温度差值得到。,电量的计算,原来有的电量： 容量：与特定的电池、温度、衰老有关。mtk不考虑衰老，只给出温度与容量的一个对应关系。 开机第一次电量获得：通过ocv值查表差值得到第一个电量值、通过闭路电压查表得到第二个电量值、读取RTC寄存器得到上次关机时的电量值。
2、将这三个值进行比较，设定一定的门限，来最终选取其中一个值来作为初始电量。 其他时间，原来有的电量都是上一次计算得到的剩余电量。,剩余电量=原来有的电量-用掉的电量,C=I*T主要就是I（电流的获取） 电流I的获取：（开路电压-闭路电压）/电池内阻 闭路电压：是根据ADC采样平均得到。 开路电压：第一次的开路电压是通过读寄存器得到，以后的开路电压，是利用放电深度查开路电压、放电深度表来得到。 电池内阻：就是通过温度和开路电压查表得到。,用掉的电量,设置10S定时器，每10S进行一次电量计算。如果睡眠则一小时或半小时唤醒一次，计算和更新电量。在充电的情况下不允许睡眠，在充电时加锁。 每60S进行一
3、次电量上报，如果计算电量与上报电量不同，则上报电量向计算电量逼近1%. 正常情况下上报电量最快1分钟更新1%. 充电情况下电量不减少、非充电状态电量不增加。 设置track点，即在特定的百分比或电压下，如果上报的电量与电压值不匹配，就迅速更新电量或等待。特定的点一般为0%,15%,90%,100%.,特点：成本低、计算方法公开规避问题容易、没有考虑衰老因素。,电量的更新,美信库仑计芯片max17040/17058,具体流程： 1、使用美信库仑计需要寄三块电池给美信。 2、美信会要求同时填一张表，表中的条目大致如下：电池类型、容量、电池充满电压、关机电压、工作时最大电流、平均电流、待机电流、电池
4、内阻等。 3、测试完电池后，美信会发一份数据。这份数据美信就称之为模型。这个模型数据有一个电池内阻值，一个温度值，一对用来检测模型是否正确的电压、电量值、还有其他40个左右的十六进制的值，需要驱动把这些值写进特定的寄存器，也称为load模型。模型load完，驱动进行一次模型是否正常被load的check。方法就是写入一个非正常的电压（数据里有，就是一个电池电压以外的一个数，比如说5.7V），然后读取电量，看电量是否等于预设的值（比如178），以此来检测模型是否正常load。 4、模型下载完后，当温度变化时，需要把温度值写给芯片，需要电量值时只 需直接读取电量上报即可。,模型什么情况下会load
5、 当第一次插入电池开机，会进行模型下载，开机电量就会被重新计算。如果系统是电池没被拔出的重启，模型不会被下载，电量依然是关机时的电量。电池拔出是通过检测电池电压低于是否低于2.5V来判断，如果低于2.5v，会置某个寄存器，驱动读取寄存器，来决定是否加载模型。 通过芯片读取的电量直接上报，无需加任何处理。 加载完模型后，需要电量就可以直接读取，读出来的值就是当前的电量值。软件无需计算及平滑等更新策略，美信人说芯片内部已经做了平滑处理。 无需加入唤醒等机制来进行电量更新。 美信的库仑计在睡眠情况下也是在自己更新电量。对睡眠唤醒无要求。,特点：只需一个pin连接到电池端，进行电池电压检测。通过I2C
6、进行芯片控制和电量读取。使用简单。但如果电量有误，软件没办法参与。,高通软件电量计 高通的电量计称为BMS（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM）,在电池正极有可控制的mosfet管（同时用作充电的路径管理，当充满电但charger还存在时，这个mosfet会断开，系统的电完全通过charger提供，避免电池再放电），库仑计就连在这个mosfet管的两端。 pmic不仅提供热敏电阻的分压得到温度值，还支持电池ID读取（原理同温度一样，只是电池需要有ID电阻）。 充电中系统睡眠，出现充电异常会有中断产生，充电中，每隔几分钟有中断唤醒系统。 备注：由于高通平台接触时间不是很长，电量计
7、的算法还没完全看完，凭记忆写难度就更大了，后面内容是从网上找到的关于高通的电量的的算法。也能看出高通的思路。,高通软件电量计 高通的电量计称为BMS（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM）,在电池正极有可控制的mosfet管（同时用作充电的路径管理，当充满电但charger还存在时，这个mosfet会断开，系统的电完全通过charger提供，避免电池再放电），库仑计就连在这个mosfet管的两端。 pmic不仅提供热敏电阻的分压得到温度值，还支持电池ID读取（原理同温度一样，只是电池需要有ID电阻）。 充电中系统睡眠，出现充电异常会有中断产生，充电中，每隔几分钟有中断唤醒系统。
8、备注：由于高通平台接触时间不是很长，电量计的算法还没完全看完，凭记忆写难度就更大了，后面内容是从网上找到的关于高通的电量的的算法。也能看出高通的思路。,SOC（荷电状态）计算方法 名词： FCCFull-charge capacity UC Remaining capacity CC Coulumb counter UUCUnusable capacity RUC Remaining usable capacity / RUC=RC-CC-UUC SoC State of charge OCV Open circuit voltage SOC=(RC-CC-UUC)/(FCC-UUC) 现在的
9、电量=（剩余电量-用掉的电量-不可用的电量）/（电池容量-不可用电量）,FCC：在校准的电池profile中有定义,会随温度有变化；,staticstructsingle_row_lutfcc_temp= .x=-20,0,25,40,60, .y=3193,3190,3190,3180,3183, .cols=5 ;,RC:开机通过开始获取的开路电压（ocv）来查表（电池校准的profile文件）计算百分比，来比对计算（电压与电荷量正比）； 但是通常情况下开机使用计算RC的ocv是上次关机存下的百分比，反向查表算出的ocv； 现在我们做法是通过判断开机时的ocv与关机的ocv如果偏差太大，我
10、们将采用开机ocv来计算RC，所以开机的ocv对开机的百分比影响非常大；,CC: pmic库伦计 ADC采样到的：,UC: 计算方法和UC一致，但是rbatt是动态变化的，会复杂点；,unusable_uv=(uuc_rbatt_uv*i_ma)+(chip-v_cutoff*1000); pc_unusable=calculate_pc(chip,unusable_uv,batt_temp,chargecycles); 通过关机电压，以及内阻和电流得到需要关机时系统的unusable_uv,接着用这个电压算的不可用容量。,校准SOC 高通算法通过对soc与soc_est比较计算出ocv的差值
11、，来改变last_ocv_uv的值，主要是改变RC，重新计算soc，将会使得soc与soc_est越来越接近，越来越准； ocv在以下2种情况会被改变： 1：系统睡眠唤醒期间,cov被更新，库仑计RST； 2：低电进入adjust_soc()方法调节；,ocv_est_uv=vbat_uv+(ibat_ua*rbatt)/1000; calc_current_max(chip,ocv_est_uv,rbatt); pc_est=calculate_pc(chip,ocv_est_uv,batt_temp,last_chargecycles); soc_est=div_s64(s64)fcc_uah*pc_est-uuc_uah*100,(s64)fcc_uah-uuc_uah); 利用闭路电压加内阻产生的压降，得到ocv，通过ocv得到soc_est. 如果soc_est.高于15%或者与bms算得的电量相同，就不需要校准了。也就是说，只有在soc_est低于15%才会进行校准。主要是为了使得系统能在预定的关机电压关机。因此觉得这部分与mtk的track机制类似。 参考博客：,