全面！總結BQ系列阻抗跟蹤電量計化學Chemical ID配置和Golden學習方法

BQ系列阻抗跟蹤電量計SOC最高能達到1%，功能強大，應用起來也比較復雜。不僅要配置好參數，匹配好化學ID，並且進行好Golden學習和相關測試。本文就講述ID匹配，Golden學習和測試的終極方法流程。

配置參數主要是配置好容量數據，保護參數等，不在本文討論之內。cnblogs.com/bmsdb 主要闡述一個科學准確的方法來盡量提高BQ電量計的准確度。

適用阻抗跟蹤系列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 化學 ID匹配

化學ID匹配的目的是，確定好電池所用電芯的數據模型。TI的電芯數據庫中已經包含上千種電芯的模型，我們做好測試，用當前的測試數據匹配TI電芯數據庫中的某一款或者幾款電芯，確定好ID。

測試准備

• 選擇2-3個新量產電芯樣品供測試；
• 測試條件，室溫（溫度25±2℃），自然散熱，空調風不能直接吹到電芯；
• 電源和負載一套，也可以采用專門電池測試電源，電壓記錄精度1mV，電流記錄精度1mA；
• 如果保護板已經可以工作，需要EV2300 或 EV2400，用於通信獲取電池數據。
• 如果保護板暫時還不能工作，需要測試電源和負載數據記錄，或者使用儀表；
• bqStudio或者記錄軟件；
• 溫度傳感器一定要和電芯接觸好；

化學ID匹配測試過程

1. 電池放電，用0.1C負載放空，放電截至電壓2.8V；
2. 靜置2-5個小時；
3. 根據電芯規格選擇充電電壓電流，准備充電。
4. 設置數據采集間隔4秒，采集時間、電壓、電流和溫度，開始記錄數據；
5. CC-CV充電，推薦充電電流0.2~1C，截止電流0.01C；
6. 靜置2小時。盡量關閉BMS降低功耗；
7. 0.1C恆流放電，放到截止電壓2.8V；
8. 靜置5小時，盡量關閉BMS降低功耗；
9. 停止記錄數據。

整個測試流程曲線如下圖：

測試數據提交

提交的測試數據包括兩個文件：

Config.txt

roomtemp_rel_dis_rel.csv

1 config.txt 文件內容

ProcessingType=2

NumCellSeries=1

ElapsedTimeColumn=0

VoltageColumn=1

CurrentColumn=2

TemperatureColumn=3

2 記錄的數據格式參考：

打包提交到TI網站生成報告，網址：https://www.ti.com/powercalculator/docs/gpc/gpcUpload.tsp

成功上傳后約10分鍾, 系統會自動發送郵件至myTI帳號的郵箱上, 計算成功會有⼀個<xxxx-report.zip>的壓縮文件。

使用2-3個電芯測試得到多組數據，盡量找出一個符合所有電芯的化學ID，誤差在2%以內。

Chemistry ID對於阻抗跟蹤系列芯片很重要，如果誤差都比較大，就要考慮測試新化學ID。

測試新化學ID的方法

如果測試的報告結果，誤差比較大，在3%以上，說明數據庫里面的模型沒有匹配的電芯。此時首先要確認測試方法是不是有問題，如果溫度、電壓電流不正常的，要重新測試。

如果確認測試方法沒有問題，或者電芯得確是新配方電芯，那么要與TI溝通送樣測試出新ID，過程：

1. 提供一些電芯供TI測試，樣品數量根據需要而定；
2. TI拿到電芯測試出新ID，更新ID數據庫；
3. 下載新的數據庫，網址：https://www.ti.com/tool/download/GASGAUGECHEM-SW
4. 更新到bqStudio中。

二 Golden學習

阻抗跟蹤算法的特色就是能根據電池當前特性，自動更新容量和阻抗信息。電池Golden學習是用一套標准工況，來更新Qmax和R_a Table。Golden學習必須要用帶保護板的Pack進行測試。這個學習過程不需要記錄數據。

學習環境

• 建議至少測試2pcs 電芯；
• 充放電環境溫度25°C為佳；
• 配置好的bq系列保護板參數；
• Chemical ID已經測試完成；

Golden學習過程

1. 根據實際項目規格配置DF參數，選擇正確的CHAM ID燒入；
2. 對板子進行校正；
3. 導出這個時候的senc/srec文件備用；
4. 連接電芯到板子，發送reset命令，得到Golden Pack；
5. 把電池放空到3.0V，然后靜置5個小時；
6. 發送命令使能IT算法；
7. 把電池充到飽，確保有效的充電中止（100%,FC置位），然后停止充電；
8. 靜置兩個小時；
9. 把電池以C/5放空到終止電壓，然后停止放電；
10. 靜置5個小時，檢查update status和Ra flag；
11. 重復7~10步驟一次。對於bq34Z100-G1：當update status的數值為0x06，Ra flag是0x0055時，說明學習成功。對於bq40z50平台芯片，update status為0x0E為學習成功；
12. 導出gg文件，手動修改cycle count=0, lifetime, manufacture status=8000等。對於bq34Z100-G1，修改update status=02；
13. 燒入第3步備份的senc/srec文件；
14. 導入第12步修改好的文件，得到golden sample；
15. 生成量產文件，比如senc/srec文件或者DFI文件。

注意事項

• 確保參數配置正確並嚴格按照指南進行充放電；

• 確保充電結束和放電結束的靜置時間要足夠；

• 充電停止之前確保FC標志位已經置位；

• 整個過程溫度在10~40度范圍內。

三 Golden Ra測試

Golden Ra測試主要是學習容量Qmax，Ra表和溫度因數。在Golden學習后，Ra阻抗表是一般會自動更新，所以對於一般應用來說，Ra測試不是必需的。但在下面情況下，是要考慮做Ra測試：

• 個別電芯特性不符合阻抗跟蹤學習條件，會導致Golden學習不成功；

• 某些比較老的化學ID，缺少Ra0_charge值，此時也會導致Golden學習不成功；

在這兩種情況下為了提高准確度，可以主動測試Ra值。TI網站上提供了一套工具，幫助我們完成測試工作。

測試環境

• 建議至少測試2pcs 電芯
• 充放電環境溫度25°C為佳
• 時間紀錄4秒鍾⼀筆
• bq系列保護板組成的電池包，Chemical ID已經燒錄

測試步驟

1. 在室溫25°C對電池包進⾏充電，滿充到FC置位；
2. 靜置2小時；
3. 使用0.2C電流進⾏放電，建議放電至電芯電壓2.8V；
4. 靜置5小時；
5. 將測試數據整理成csv格式，准備好壓縮包。

壓縮包內容

Config.txt 文件內容

ProcessingType=3

ChemID=2002

NumCellSeries=1

ElapsedTimeColumn=0

VoltageColumn=1

CurrentColumn=2

TemperatureColumn=3

gg.csv內容

使用bqSTUDIO 讀出參數

  sysrate_rel_dis_rel.csv內容

需要包含時間/溫度/電壓/電流的紀錄數值

⼀定要按照該文件名儲存成CSV

提交計算

提交到TI網站計算Ra結果，網址https://www.ti.com/tool/GPCRA0

提交幾分鍾后，會收到郵件通知計算結果。

打開郵件中xxx-report.zip文件

找到gg_out.csv文件，可以發現Qmax/updatestatus/ Ra參數均已經更新。

后續需要將該gg_out.csv重新寫入電池包的電量計中。

四 Golden Rb測試

同Ra測試一樣，Rb測試也不是必需的。在以下應用場景才要考慮做Golden Rb測試：

1. 一些電池經常工作在5℃以下的場景中；
2. 某些比較老的ID不能自己學習，溫度影響誤差大；

在這些情況下，溫度模型要有所調整才能達到比較好的效果。

測試環境

• 建議至少測試2pcs 電芯
• 充放電環境溫度25°C為佳
• 時間紀錄4秒鍾⼀筆
• bq系列保護板組成的電池包，Chemical ID已經燒錄

測試步驟

1. 在室溫25°C對電池包進⾏充電，滿充到FC置位；
2. 靜置2小時；
3. 使用0.2C電流進⾏放電，建議放電至電芯電壓2.8V；
4. 靜置5小時；
5. 在室溫25°C對電池包進⾏充電，滿充到FC置位；
6. 放在0℃的溫箱中，靜置2小時；
7. 使用0.2C電流進⾏放電，建議放電至電芯電壓2.8V；
8. 靜置5小時；
9. 整理數據。

測試完成的參數需要整成⼀個壓縮文件

 

壓縮文件（.zip）需要包含

Config.txt

gg.csv

lowtemp.csv

roomtemp.csv

Config.txt 文件內容

ProcessingType=4

ChemID=2002

NumCellSeries=1

ElapsedTimeColumn=0

VoltageColumn=1

TemperatureColumn=3

CurrentColumn=2

gg.csv

使用bqSTUDIO 讀出參數

lowtemp.csv/roomtemp.csv內容

需要包含時間/溫度/電壓/電流的紀錄數值

⼀定要按照該文件名儲存成CSV格式

提交計算

提交到TI網站計算Rb結果，網址 https://www.ti.com/tool/GPCRB

打開郵件中xxx-report.zip文件，可以找到gg_out.csv和chemdat12_IDxxxx文件，打開csv文件可以發現Qmax/ TRise/ Ra參數均已經更新。后續需要將該gg_out.csv和chemdat12_IDxxxx重新寫入電池包的電量計中。

GG文件配置就不多說了。寫Rb文件chemdat12_IDxxxx在下面位置：

五 總結

本文完整介紹了BQ阻抗跟蹤系列電量計的所有學習過程。在大多數應用中，只需要執行化學ID匹配和Golden學習過程。作者在很多項目中使用，也是這樣就能達到比較好的結果。

BQ各款芯片會有一點差異，應用時需要理解+發揮，不可死守教條。如果對BQ芯片內部結構有興趣，可以查看cnblogs.com/bmsdb我的歷史文章。