锂电池sop 技术文章—单节两节三节四节锂电充电管理IC系列|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

技术文章—单节两节三节四节锂电充电管理IC系列

便携式电子产品越趋小型化，轻量化方向发展，锂电池是很多便携式电子产品的主要供电方式。电池以及相关电路好比是汽车上的的发动机，是这一类电子产品的关键部分。常规单节锂电池充满电为4.2V，但不同领域或者不同消费市场的便携式电子产品对电源电压大小要求又不一样。所以两节锂电串联8.4V，三节锂电串联12.6V常见；四节锂电串联16.8V也有。这样，单节以及两节，三节，四节锂电池串联充电管理也是系统中非常重要组成部分。

基于充电电流，效率，速度要求，两节，尤其是三节，四节锂电池串联充电管理是以开关降压型充电管理为主。降压型充电电流比适配器输出电流要大，并且市面9V,12V，14.5V,15V,18V，20V适配器都很通用，成熟，很容易就满足电池充电电流要求。充电电流大，势必要考虑充电效率，而开关型充电管理尤其同步开关型效率能做到90%以上。

深圳市永阜康科技有限公司结合客户实际应用方案，推出管脚兼容的单节/两节，三节/四节锂电池同步降压型充电管理芯片系列：CS5305/CS5310/CS5315/CS5318，耐压高达28V。该系列芯片具有频率抖动的功能，大大改善系统的EMI特性；充电电流最高可达3A,效率90%以上；全系列型号都具备完整的涓流，恒流，恒压充电过程；具有终止电流可编程功能，通过设置不同的外部分压电阻，可以很方便的调节充电终止电流的大小；各种安全可靠的保护措施以及双LED灯充电状态指示，还带了NTC温度控制功能；全系列芯片采用独有的EQA-16封装，尺寸与SOP-8大小相当。广泛应用于按摩仪，榨汁机，蓝牙音响，广场舞音响，无人机等案列。

CS5305/CS5310/CS5315/CS5318应用特性

1. CS5305/CS5310/CS5315/CS5318脚位图以及管脚说明

2. CS5305/CS5310/CS5315/CS5318 DEMO原理图

3. CS5305/CS5310/CS5315/CS5318DEMO板PCB顶层设计图

4. CS5305/CS5310/CS5315/CS5318 DEMO板PCB底层设计图

5. CS5305/CS5310/CS5315/CS5318 DEMO板贴片图

6. CS5305/CS5310/CS5315/CS5318 DEMO板物料清单

锂电池管理中关于SOP的一些思考

SOP是锂电池管理中一个重要的管理内容，本文将从以下五个方面进行一些梳理和思考。限于作者的从业经历，思考狭隘处在所难免，这里只做一家之言，欢迎批评指正！

一、为什么要进行SOP管理；

二、SOP的管理目标；

三、SOP的测定方法；

四、常用的SOP管理方法；

********************************************************************

一、为什么要进行SOP管理

锂电池在工作的时候要通过进行化学反应完成电能和化学能的互相转化，化学反应对于温度是比较敏感的，因此在不同温度下，锂电池的活跃程度是不同的。而且，在不同SOC下，因为单体电池上下限电压的存在，会对当前允许的充放电电流有一个闲置的阈值。简单点说，就是锂电池的允许充放电电流值在不同SOC，不同温度下是不同的。由此，产生了SOP(State Of Power）的概念。

二、SOP的管理目标

有了SOP的概念，那接下来讨论SOP的管理要达到什么目标。有了目标，才会有接下来的方法与SOP管理的效果评估。

SOP是基于不同SOC，不同温度下电池组能够支撑的放电功率或者充电功率。所以SOP的管理目标，一方面要能够完全释放出电池组的功率和能量，另一方面不能在SOP允许的充放电功率下，触发单体电压过高（低）的故障。当然，因为SOP是基于温度和SOC的值，所以SOP的准确性会取决于电池温度采集的准确性（温度采集一般误差较小）和SOC的准确性。SOC准确性目前大部分工况下尚可，能够满足SOP定表的要求，但存在例外情况，所以SOP的设计目标只能是一个美好的期望，对于例外情况，需要故障管理去处理了。

三、SOP的测定方法

当前工程上在用的SOP的管理方法，

理想的SOP表是{最低温度，最高温度}{0%SOC，100%SOC}的一个三维数据表（温度值精度1℃，SOC精度1%）。但这么一个表，假设温度范围为-30~60℃，也要有9k个数据点要测试，这基本是没法完成的事情。因此，在实际的应用过程中，一般会放宽精度，比如10℃&&10%SOC测试一个点，最后通过插值法得到lookup table，或者直接靠BMS对这些特征点直接进行处理，得到特定温度下，特定SOC下的允许充放电电流值。对于这些数据的测定，比较常用的办法是HPPC（复合脉冲法）。

四、常用的SOP管理方法

目前工程上常用的办法是采用查表法，能够减少软件运行过程中的计算量。但也有一部分是采用实时在线估算的方法，这种策略需要对电池建立模型，并依靠电池当前内阻值来估算，但估算偏差较大。

业内大牛叶磊将SOP的管理描述为“水箱模型”。水箱下方的出水龙头表示当前实际的输出功率，水箱上方的进水龙头的流速表示电池自身的功率恢复能力。水箱中的水容量代表电池可承受的脉冲功率输出的能力（pulse power - continuous power）* t。当水箱中的水降至warning line 则需要通过降低功率边界减少出水量，当水箱水位达到reset line则可允许出水量达到脉冲值。通过这个简单的物理模型我们就可以用算法来计算实时的功率边界曲线。（斜线部分为引用叶磊文章）

对于SOP表的使用，有采用功率积分的，也有采用计时法的。功率积分法对于BMS的软件资源需求较多，在对瞬时功率需求不大的情况下，两种策略差异不大。

以上。