系統(tǒng)監(jiān)測(cè)

利用目前市場(chǎng)上供應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)燃料計(jì)可以對(duì)蓄電池進(jìn)行監(jiān)測(cè)，例如使用bq20z75監(jiān)測(cè)兩組、三組或四組串聯(lián)結(jié)構(gòu)的鋰離子電池，或者使用bq27210監(jiān)測(cè)單組串聯(lián)的鋰電池。這些監(jiān)測(cè)方案能夠?yàn)殡娫纯刂破魈峁┧璧碾妷骸㈦娏?、溫度、電荷狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)I2C、SMBus或HDQ之類(lèi)的數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)與電源控制器連接。通過(guò)這種接口方式，電源控制器能夠獲得非常精確的電池電荷狀態(tài)（SOC），以確保在充放電的過(guò)程中都能夠安全使用電池。

對(duì)燃料電池和燃料盒的監(jiān)測(cè)更具挑戰(zhàn)性。燃料盒內(nèi)可用燃料的種類(lèi)和數(shù)量，以及燃料電池的當(dāng)前與平均效率都是監(jiān)測(cè)燃料電池有效電量需要考慮的因素。

在很多情況下，燃料盒是系統(tǒng)特有的裝置，因此燃料的類(lèi)型數(shù)據(jù)可以保存在電源控制器中。在其他一些電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案中，我們需要提供存儲(chǔ)在燃料盒內(nèi)燃料的數(shù)據(jù)，并通過(guò)類(lèi)似的接口總線傳給電源控制器。

具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的燃料盒實(shí)現(xiàn)方案中，最好的方法是通過(guò)電源控制器或者燃料加注系統(tǒng)將測(cè)量出的剩余燃料數(shù)據(jù)寫(xiě)回到燃料盒中。但是這種方法可能只適用于燃料盒能夠取出并重新插入的電源系統(tǒng)。

除了燃料盒的燃料數(shù)據(jù)之外，對(duì)于燃料電池還需要監(jiān)測(cè)其他一些參數(shù)，包括溫度、燃料注入速率、輸出電壓和輸出電流。這些參數(shù)用于計(jì)算燃料電池的當(dāng)前效率。比如，通過(guò)溫度參數(shù)可以判斷出燃料電池當(dāng)前是否處于最佳工作狀態(tài)。

此外，我們還需要測(cè)量直流電源和系統(tǒng)的負(fù)載功率等數(shù)據(jù)。通過(guò)這些數(shù)據(jù)以及來(lái)自于監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，我們就可以計(jì)算出總有效電量和峰值有效電量的值。終端設(shè)備的有效運(yùn)行時(shí)間取決于這四個(gè)因素。

在分析電源斷電末期的特性時(shí)，燃料電池功率輸出的響應(yīng)能力和蓄電池的尺寸也會(huì)帶來(lái)新的問(wèn)題。這需要進(jìn)一步了解有關(guān)知識(shí)。

預(yù)測(cè)HPS運(yùn)行時(shí)間

蓄電池和燃料電池監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)能夠?yàn)橹飨到y(tǒng)提供總電量和峰值電量的數(shù)據(jù)，使主系統(tǒng)能夠判斷各種所需的用戶數(shù)據(jù)。在這個(gè)實(shí)例結(jié)構(gòu)中，我們采用了一個(gè)電源控制器，它具有多種優(yōu)點(diǎn)。主要優(yōu)點(diǎn)之一就是能夠管理數(shù)據(jù)和子系統(tǒng)，使得混合電源在使用過(guò)程中就好像一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的蓄電池電源一樣。

電源控制器負(fù)責(zé)接收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并管理蓄電池的使用過(guò)程，在HPS的預(yù)期壽命期內(nèi)發(fā)揮最高的性能。這對(duì)于兩個(gè)方面特別有利。

通過(guò)燃料電池對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，即使在沒(méi)有直流電源的情況下，也能夠確保峰值有效電量處于最佳的平。管理電池的電荷狀態(tài)（SOC），從而盡可能地提高這一結(jié)構(gòu)的可用性。對(duì)SOC特性的管理與當(dāng)前大多數(shù)便攜式應(yīng)用中使用電池的方式是相背離的。一般而言，蓄電池是唯一的無(wú)線電源，所以它必須為主系統(tǒng)提供所有的電能。因此，蓄電池應(yīng)該安全地存儲(chǔ)盡可能多的電能，最終實(shí)現(xiàn)最長(zhǎng)的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間。同樣，蓄電池的充電時(shí)間也是至關(guān)重要的，充電時(shí)間越短越好。我們可以在蓄電池的充電時(shí)間和壽命之間進(jìn)行權(quán)衡，但是這在目前的消費(fèi)產(chǎn)品中并不常見(jiàn)。對(duì)于HPS而言，這兩個(gè)使用動(dòng)力不起作用，因此采用電源控制器可以在蓄電池與燃料電池兩者的最佳狀態(tài)之間實(shí)現(xiàn)更好的平衡。理想情況下，HPS中的蓄電池能夠在整個(gè)HPS壽命期限內(nèi)持續(xù)工作，不需要更換。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，電源控制器可以提供蓄電池充電管理功能，例如在較低的電壓下充電，采用較慢的速率充電，以及對(duì)充電電壓/速率進(jìn)行溫度補(bǔ)償。電源控制器通過(guò)調(diào)節(jié)電池的充電電流，能夠確保當(dāng)連接系統(tǒng)負(fù)載時(shí)有足夠的直流電源供電。