德州仪器CEDV电量计算法介绍
1. 传统电量计介绍
随着市场清洁能源的需求以及应用市场的需要，锂电池在日常生活中有着越来越广泛的运用。为了实现对电芯电量的检测，在以往很多的应用场景下，通常采用电压测试法来预估锂离子电芯的电芯容量。但是随着对电量预估的精度要求的提高，加之电芯在不同温度和负载等应用情况下电压存在跳变，单纯地利用电压测量法来预估电量，已经不能满足精准测量电路的需求。
2. 什么是cedv？
cedv是基于库仑积分的一种电量计量算法。比如bq4050, bq34110这些电量计都基于cedv算法。cedv是edv的补偿，在了解cedv之前，有必要介绍一下edv。
i. 什么是edv
edv（end discharge voltage ）的电压和rm（电芯剩余容量）的对应曲线，是电芯快要耗尽的时候的电压值。之所以如此关注edv，是因为在之前的对应电容量中电压值相对平坦不利于判断，故选择了低电量情况下，变化率较大的点作为edv点。
如果我们可以精准地测量电芯的电压值，那么是否我们就可以保证我们可以精准判断edv点呢？答案是否定的，由于电芯的电压特性曲线并不是一个固定的曲线。该曲线与电芯的负载、温度以及电芯的老化程度都相关，所以单单只根据edv点预估，还是不够准确。
举一个简单的例子：
在不同的负载模式下，电芯的放电曲线是不同的，如果使用同一套edv标准去预估电量，必然会造成大负载情况的电量预估过于乐观，而在没有到达我们设定的edv点，电量就已经耗尽。
同样的，如果在轻载模式放到接近电芯放电阈值，突然加入重载，会使得电芯电压低于警告值，造成系统异常关机不能正常关闭。类似的问题在温度突变的情况下也有可能出现。
ii. cedv中edv点是什么？
在ti带有cedv算法的电量计芯片中，通常关注edv2，edv1，edv0这3个点，一般而言这三个点分别对应着电芯容量7%，3%和0%。这3个edv点是电芯放电接近临界点的时候的电压值，其数值大小 edv2>edv1>edv0。
在ti的cedv算法中，edv2是对用户开放的 ，用户可以根据自己实际情况选择。这一点的选取需要注意：如果选择容量更高，那对应电压处于平坦区，电压偏差一点点其对应的容量偏差可能很大；如果选择的点过于靠后如果选择容量更低，那么fcc更新更难，因为fcc是要从满充放电到edv2才会更新的，edv2越低就越容易意外关机。
edv1是一个参考电压点，此时容量为3.125%×rsoc，可以简单理解为3%电芯容量的点。该点是系统进入sleep mode的阈值点，通常情况下系统在该点应该进入sleep模式，不能再支持系统的正常使用，尤其是无法支持系统的重载模式。
电芯通常不会放电放到edv0点，电芯达到该点就会置位过放警报。在实际应用中，由于电芯过放会造成不可逆的电芯损坏，所以电量计会进入shutdown模式。
简而言之，edv2、edv1、edv0都是电芯电量警报点，而且警报的力度依次加深。对于实际应用而言，需要合理设定edv2，以保证edv2到edv0放电时候，电芯能够满足系统的供电要求。
iii. cedv是如何补偿edv的？
通过上节的说明，我们可以知道对于电量计而言，固定的edv并不能确定得到最优的运行时间。为了得到在所有的温度范围内和负载条件下，得到最优的运行时间和容量，需要进行相关的补偿运算，从而得到在瞬态的各项条件下，对应的edv特点。而cedv就是基于原始的edv，并结合实际过程中的负载情况，温度条件，以及其他的相关的条件，得到的一套可以实时预估电芯电量的方法。该方法包括了对实际电芯测试数据的建模，并反馈cedv参数给到用户，同时也包含了开发过程中电量计对周围环境和使用条件等的检测；综合以上条件，从而得到电芯的预估电量。
iv. 利用gpc工具获取cedv关键参数
cedv的开发需要7个关键参数emf,c0,c1,r0,r1,t0,tc；而gpc工具可以通过用户的电芯充放电数据计算出这几个关键性参数，并反馈给用户。
接下来会简述如何通过测试得到这些参数。
首先搭建好实验平台，将bqsudio和电量计连接好，用来log数据。同时连接好charger，测试实验平台是否可以进行正常充放电。
进行电芯的充放电循环，cedv算法需要电芯进行至少6次重放电。需要在高温，常温，低温3种温度条件下，分别进行2种放电电流（0.3c和0.7c）的充放电，该6个完整的充放电过程都需要log数据。
进行充放电循环的核心是得到更准确的ocv曲线，故需要在充放电结束时候进行长时间静置。对于锂电池而言，充满电静置2小时，放电完成后静置2~5小时。
将这6组log好的数据整理好，然后整理好格式，上传到gpc工具。
通过官网的工具，基于几组上传的测试数据就可以得到推荐的cedv参数，其中cedv关注的参数有emf,c0,c1,r0,r1,t0,tc；其对应解释如下：
– emf, c0, c1 adjust light load curve fit
• emf scales amplitude of no-load voltage
• c0 adjusts shape of voltage vs rsoc
• c1 performs curve shift (adds to rsoc)
– r0, r1 adjust heavy load curve fit (impedance)
• r0 scales impedance
• r1 adjusts shape of impedance vs rsoc
– t0, tc adjust temperature coefficients (impedance)
• t0 adjusts temperature variation of impedance
• tc adds additional impedance increase at cold temperature
值得补充的是，tc是在低温条件下调整模型的参数，在低温测试不准确的情况下，优先调整tc的参数是更合理的。
3. ti的cedv电量计与it算法电量计比较
cedv电量计相对于it算法的电量计，使用更加简单，也没有it算法电量计的制作或者match chem id的需求。具有较小的内存占用。但是，相对于it算法的电量计，在低温或者老化情况下精度还是会低一些（虽然cedv精度已经很高）。同时在生产时候，cedv其要求测试的数据更多，需要占用更多的开发资源。
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2. 什么是cedv？
cedv是基于库仑积分的一种电量计量算法。比如bq4050, bq34110这些电量计都基于cedv算法。cedv是edv的补偿，在了解cedv之前，有必要介绍一下edv。
i. 什么是edv
edv（end discharge voltage ）的电压和rm（电芯剩余容量）的对应曲线，是电芯快要耗尽的时候的电压值。之所以如此关注edv，是因为在之前的对应电容量中电压值相对平坦不利于判断，故选择了低电量情况下，变化率较大的点作为edv点。
如果我们可以精准地测量电芯的电压值，那么是否我们就可以保证我们可以精准判断edv点呢？答案是否定的，由于电芯的电压特性曲线并不是一个固定的曲线。该曲线与电芯的负载、温度以及电芯的老化程度都相关，所以单单只根据edv点预估，还是不够准确。
举一个简单的例子：
在不同的负载模式下，电芯的放电曲线是不同的，如果使用同一套edv标准去预估电量，必然会造成大负载情况的电量预估过于乐观，而在没有到达我们设定的edv点，电量就已经耗尽。
同样的，如果在轻载模式放到接近电芯放电阈值，突然加入重载，会使得电芯电压低于警告值，造成系统异常关机不能正常关闭。类似的问题在温度突变的情况下也有可能出现。
ii. cedv中edv点是什么？
在ti带有cedv算法的电量计芯片中，通常关注edv2，edv1，edv0这3个点，一般而言这三个点分别对应着电芯容量7%，3%和0%。这3个edv点是电芯放电接近临界点的时候的电压值，其数值大小 edv2>edv1>edv0。
在ti的cedv算法中，edv2是对用户开放的 ，用户可以根据自己实际情况选择。这一点的选取需要注意：如果选择容量更高，那对应电压处于平坦区，电压偏差一点点其对应的容量偏差可能很大；如果选择的点过于靠后如果选择容量更低，那么fcc更新更难，因为fcc是要从满充放电到edv2才会更新的，edv2越低就越容易意外关机。
edv1是一个参考电压点，此时容量为3.125%×rsoc，可以简单理解为3%电芯容量的点。该点是系统进入sleep mode的阈值点，通常情况下系统在该点应该进入sleep模式，不能再支持系统的正常使用，尤其是无法支持系统的重载模式。
电芯通常不会放电放到edv0点，电芯达到该点就会置位过放警报。在实际应用中，由于电芯过放会造成不可逆的电芯损坏，所以电量计会进入shutdown模式。
简而言之，edv2、edv1、edv0都是电芯电量警报点，而且警报的力度依次加深。对于实际应用而言，需要合理设定edv2，以保证edv2到edv0放电时候，电芯能够满足系统的供电要求。
iii. cedv是如何补偿edv的？
通过上节的说明，我们可以知道对于电量计而言，固定的edv并不能确定得到最优的运行时间。为了得到在所有的温度范围内和负载条件下，得到最优的运行时间和容量，需要进行相关的补偿运算，从而得到在瞬态的各项条件下，对应的edv特点。而cedv就是基于原始的edv，并结合实际过程中的负载情况，温度条件，以及其他的相关的条件，得到的一套可以实时预估电芯电量的方法。该方法包括了对实际电芯测试数据的建模，并反馈cedv参数给到用户，同时也包含了开发过程中电量计对周围环境和使用条件等的检测；综合以上条件，从而得到电芯的预估电量。
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• r1 adjusts shape of impedance vs rsoc
– t0, tc adjust temperature coefficients (impedance)
• t0 adjusts temperature variation of impedance
• tc adds additional impedance increase at cold temperature
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