目录
一、电池预充电流与截止电流
1.预充电
2.截止电流
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二、关于电池芯片中电流检测电阻以及SRP和SRN
1. 原理图部分
2.PCB部分
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三、锂离子电池特性及充电电路设计
1. 基础部分
2. 为什么需要采用专门的电池管理芯片？
3.锂电池使用误区：
4.线性充电与开关式充电：
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四、电池平衡的主动均衡与被动均衡区别
1.原理不同
2.能量效率不同
3.适用场景不同
4.均衡效果不同
一、电池预充电流与截止电流
1.预充电
首先预充电是在电池深度放电的情况下(电芯开路电压很低)，用小电流充电至安全值后进行正常电流充电；
那么为什么要有预充电这个操作呢？
- 恢复电池电压至安全阈值：当深度放电后，电芯内部化学活性物质已被极度消耗，直接大电流充电可能导致电压升不起来，或者充不进去；这时候可以用大概为正常充电电流/10进行充电，慢慢把电池电压抬起来；
- 降低极化与发热风险：这里我们要知道，在深度放电后电池内阻是会变大的。假如用大电流充电，那么极化效应会让温度急剧上升。可能会产生锂金属沉淀或者电解液分解。或者简单来说防止电池过烫；
对了，预充电流值一般为正常充电电流的十分之一。或者是0.01C，比如电池8000mAh的，预充电流给80mA；
2.截止电流
截止电流是指在恒压充电阶段，当电芯电压接近最高充电电压后，电流会继续下降并且最终降到一个预设值，这时候我们认为它充电结束，这个预设值认为是截止电流Iterm；很好理解，和水管一样，当水压较大时，水可能是喷出来的。但是在水压很小时，一般是涓涓细流。这里水压比作电芯当前电压与充电电压的压差，压差较大时，你给多少电流它吃多少。当电池慢慢充满，电压起来后，这个电流会自动下降；或者可以用下列公式更直白得看出：
当然这个I不能很大，所以在恒流阶段，我们要用充电器对电流进行一个限制。具体值根据电芯手册中的标准充电电流来定；
一般的电池规格书里，把Iterm设置为0.01C。打个比方，容量为8000mAh的电池，假如它电芯规格书中标准充电电流是0.5C，那么标准充电电流为4A。恒流阶段我们就以4A的电流给它充电。当电池快充满时，充电电流会慢慢下降，当下降至( 8000 * 0.01 = 80mA)时，我们认为这个电池充满；
二、关于电池芯片中电流检测电阻以及SRP和SRN
1. 原理图部分
我这里是以BQ76920为例子；
首先，我们看一下上面这个图，不是很严谨，但只是用于说以下理论；
蓝色表示充电 PACK+这边电流进来，说明是给电池充电，
红色表示放电 电池这边电流流出去，说明是电池放电给负载用；
大家可以把目光转到这里，这是个电流检测电阻，它的阻值是10mR，或者更小；
充电时，电流流过电池，再过
再到PACK-
(为什么不是直接到地去？
因为我们可以想象，充电的时候，把电池当作负载，那么PACK+是充电器正极，PACK-是充电器负极，假如是PACK+ -> 电池 -> GND的流向，那么就不构成回路了；
所以应该是，PACK+ -> 电池 -> PACK-这样的流向)
然后放电的时候，把PACK+和PACK-这边当负载，电池电流从PACK+过负载，到PACK-到电流检测电阻；那么在电流经过检测电阻
的时候，因为电阻值还是存在的，比如这里的10mR，那么通过电流，SRP和SRN左右会存在一定的压差，虽然可能很小...
这个压差的正负能反映出充电还是放电
比如充电的时候，SRP的电压比SRN电压来得大一点；
放电的时候，SRN的电压比SRP来得大一些；
检测电流机制首先检测到了这个压差，然后知道检测电阻阻值，从而反推电流；
2.PCB部分
上面原理图部分下来，
我们知道主要是检测SRP和SRN的压差，这个压差很小，
所以我们在Layout的时候，需要注意连接到SRP和SRN的两条线用开尔文接法
注意：最好从电阻里面拉出来，不然容易弄成伪开尔文接法（按图里的走线就完事了）
接着是走线最好走差分差分的话，说白了就是两根线收到的外部干扰影响差不多，假设对SPN的影响使得电压变化A，那么对SPR的影响使得电压的变化也十分趋近于A；
由于我们主要关注SRP和SRN之间的电压差，
所以用差分走线的话，
检测得更准些；
三、锂离子电池特性及充电电路设计
1.基础部分
锂电池组成：
电芯与保护板；
电芯构成：正负极材料、电解液、隔膜、外壳；
保护板构成：保护芯片、阻容、MOS管等；
锂电池分类：
按形状：圆柱形、方形
按电解液分：锂离子电池、聚合物电池，这里区别就是锂离子一般液态，聚合物一般固态；
锂电池充电方式：
锂离子蓄电池一般采用恒流恒压充电方法；
充电过程可以分为预充电、恒流充电、恒压充电三个阶段；
a.预充电阶段：
首先检测电池电压是否过低（如低于3.0V）；
如果电压过低，先采用涓流充电，先用小电流把电池电压抬到一个安全电压处；
因为锂电池电压过低时容易发生不可逆的化学反应，这么做也是为了保护电池寿命；
b.恒流充电阶段：
最大充电电流取决于电池容量；
该阶段下，有两种方式退出恒流充电阶段；
最高电压终止法：比如单节锂电池达到4.2V，则退出恒流充电；
最高温度终止法：比如充电时达到60℃，则退出恒流充电；
c.恒压充电阶段：
这里对电压精度要求较高，可能需要把误差控制在1%之内；
该阶段下，有常用四种退出方式；
锂电池最高电压：比如单节锂电池达到4.25V则退出；
最高温度终止：还是一样的60℃；
最长充电时间：顾名思义；
最小充电电流：在恒压充电过程中，电流会不断减小，当电流小于某一阈值的时候退出，
这个阈值一般控制在0.1*恒流电流这样；
2. 为什么需要采用专门的电池管理芯片？
a.过充保护：防止充电时，充电电压超过阈值；
b.过放保护：防止放电时，电压低于安全值；
c.温度控制；
d.均衡充电：应用在多个电池组；
e.控制充电速率；
f.用于通信，以此来检测各项参数指标；
3.锂电池使用误区：
a.电池用尽与充满，结合上述过程可以推出，这些状态下十分极限；
b.忽视散热；
c.充满电接电源继续使用；
d.不要在保存的时候充满或用尽，电池也需要定期激活，一般是放电到30%~40%；
4.线性充电与开关式充电：
区别：
我理解的是线性充电多用于我们平时用的设备，如手机、笔记本之类的；
它的特点是体积小，成本低；
然后开关充电的话，需要更多阻容，Layout空间，但是它高效率，并且可以在输入火牛（火花）
电压广泛变量下最小化功耗；
线性充电：
开关充电：
四、电池平衡的主动均衡与被动均衡区别
1.原理不同
被动均衡通过消耗能量实现平衡：当某节电池电压过高时，利用电阻等元件将其多余电量以热量形式消耗掉，使各单体电压趋于一致。
主动均衡通过转移能量实现平衡：借助电感、电容、变压器等储能元件，将电压过高的单体电池中的多余电量转移到电压较低的单体中，能量不被浪费。
2.能量效率不同
被动均衡能量效率低（多余能量被消耗），尤其在均衡电流较大时，会产生大量热量，可能影响电池组温度稳定性。
主动均衡能量效率高（能量在电池间转移利用），热量产生少，更适合对续航和能效要求高的场景（如电动汽车、储能系统）。
3.适用场景不同
被动均衡电路结构简单、成本低、可靠性高，适用于小容量电池组（如消费电子、小型储能设备）或均衡需求较低的场景。
主动均衡电路复杂、成本高，但均衡速度快、能量利用率高，适用于大容量、高串数电池组（如大电流动力电池、大型储能系统），能更好地延长电池寿命和提升整体性能。
4.均衡效果不同
被动均衡受限于散热能力，均衡电流较小，平衡速度较慢，且难以完全消除各单体间的容量差异。
主动均衡可支持更大的均衡电流，平衡速度更快，能更精准地消除单体差异，尤其在电池组老化后，仍能保持较好的均衡效果。
