基于PS501的智能电池系统
● PS501的内部平衡功能
PS501片内工字电感具备电池平衡负载，用以从具有较高电压的电池抽取多余的电流,消耗多余的电量，实现电池平衡。根据电池电压大小的不同，内部的多个 500Ω电阻将从每节电池抽取最多 8.4mA的电流。电池平衡算法将对单个电池的电压以及它们之间的电压差进行监视。对于容量较小，而且电池芯的性能及一致性较好的电池组，可以选择使用内 部平衡功能。
● PS501的外部平衡控制功能
当电池组的容量较大，并且电池芯的性能和一致性较差的情况下，PS501片内的平衡电路无法有效地起到电池平衡功能。这种情况下，可以使用 PS501的可编程I/O并通过芯片外部的简单元件实现大电流的电池平衡功能，参考应用电池见图5。这样，通过改变分流电阻的阻值，可以方便地实现不同平 衡电流，通常在一些应用中将其设为100mA以上。这个功能特别大电流电感适用于使用国产大容量电池芯的电动车、电动工具、外置电池包等应用。
图5 PS501外置电池平衡电路
PS501的典型应用电路
PS501的典型应用电路见图6。
图6 PS501典型应用电路
● 电量计量功能：PS501直接对四串锂电池进行电压采样，电流的采样通过串在主回路中的采样电阻的两端的电压降得知。温度采用片内传感器。
● 一次保护功能：锂离子电池在过充电和过放电、过流、过温等情况下都有可能会损坏电池和用电设备，并有发生电池爆炸或着火的危险。本方案使用专用的电池保护 芯片如SEIKO公司的S-8254或MITSUMI公司的一体电感MM1414和PS501共同控制充电和放电保护MOSFET，实现双重一次保护功能。
● 二次保护功能：在一次保护没有正确保护，并且电池于危险的前提下，PS501可以控制热熔保险丝，将其熔断从而避免发生电池爆炸或着火的危险。
● 通信：主机通过SMBUS与PS501通信，读取电池的各种信息。
● 电池平衡：使用片内电池平衡功能。
PS501的实测数据
图7是基于PS501的智能电池组实测数据。
图7 PS501的实测数据
电池组形式：3串2并(3S2P)容量4000mAH
充电设置：恒流为3000mA、恒压为12600mV，停充条件为电流小于100mA。
放电设置：恒流为4500mA，停放条件为包电压低于9000mV。
测试结果：
- PS501准确地计算出电池组的容量，保证运行时间。
- 在充电过程中可以实时记录获得的容量，并且一体成型电感器在电池充满时计算出的电池容量与实际的电池容量4000mAH相符。
- 放电过程中，准确记录放出的电量，并且在电池放光时，计算出的容量为0保证用电设备能及时存盘，关机。并获得电池使用的最大容量。
结语
基于PS501的智能电池系统，可以准确地计算电池组的剩余容量和报告电池电感器的功能差模电感器的状态，从而确保用电设备运行的可靠性以及最大化电池的使用时间。 PS501的GPIO可以实现电池灵活的保护功能，确保电池的使用安全，同时内置电池平衡电路以及外部的电池平衡控制功能保证了电池组的电压平衡，大大延长了电池的使用时间和寿命，这个功能对国产电池芯尤其实用。
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