Nordic Fuel Gauge v2.0: SoH батареи без отдельного fuel‑gauge IC
Профиль конкретной Li-ion или LiPo-ячейки теперь сопоставляется с её поведением в устройстве, чтобы получить оценку State-of-Health и связать деградацию с числом циклов. Nordic выпустила Fuel Gauge v2.0 для nPM1300 и nPM1304, перенеся вычисления на host MCU или SoC. Ключевой компромисс системы задаёт качество предварительного профилирования аккумулятора.
Nordic Semiconductor выпустила Fuel Gauge v2.0 для PMIC nPM1300 и nPM1304. Пакет доступен через nPM PowerUP в nRF Connect for Desktop и через nRF Connect SDK 3.4.0-rc2. Новая версия предназначена для IoT-устройств, где требуется отслеживать остаточный заряд и старение Li-ion или LiPo-аккумулятора при ограниченном числе компонентов и минимальном токе покоя.
Измерительный тракт уже находится в PMIC: nPM1300 контролирует напряжение батареи, ток и температуру, а системный 10-битный АЦП передаёт результаты внешнему host MCU или SoC по TWI, совместимому с I²C. На хосте исполняется алгоритм Fuel Gauge. Такая архитектура использует данные PMIC и вычислительные ресурсы прикладного контроллера вместо выделения места на плате под специализированный измеритель заряда.
Главная часть v2.0 — адаптивная модель батареи. В её основу кладётся профиль конкретной ячейки, затем модель сопоставляет его с полевыми измерениями. По заявлению Nordic, алгоритм выдаёт State-of-Health, коррелированный с числом циклов, и ведёт независимую историю для каждого сменного battery pack. Последнее существенно для переносных приборов, где аккумулятор меняется в эксплуатации: состояние нового пакета не должно наследовать историю старого.
Универсального профиля для произвольной банки здесь нет. Документация Nordic описывает отдельный этап Profile Battery: nPM1300 EK соединяется с nPM Fuel Gauge Board по VSYS, линиям SDA/SCL, VDDIO и GPIO, а nPM PowerUP строит battery model. Температурная зависимость, типоразмер ячейки, токовые импульсы радиотракта, глубина разряда и характер сна входят в фактическую модель устройства. Ошибка в этой подготовке способна дать аккуратные на вид, но систематически неверные SoC и SoH.
Nordic заявляет точность уровня специализированных fuel-gauge IC, меньшую сложность BOM и нулевое потребление алгоритма во время сна хоста. Открытых независимых графиков ошибки SoC и SoH после сотен циклов, методики испытаний и доверительных интервалов в материалах анонса не опубликовано. Для инженерной оценки потребуются циклические тесты на целевой ячейке, включая холодный старт, длительное хранение, малые токи сна и короткие пики нагрузки передатчика.
Телеметрию SoC, SoH и аномалий можно передавать в nRF Cloud powered by Memfault для анализа парка устройств. Сбор таких данных также пересекается с требованиями европейского Regulation (EU) 2023/1542: SoH, SoC, число циклов и температурные условия перечислены среди данных индивидуальной батареи в охваченных регламентом категориях. Обязательный battery passport с 18 февраля 2027 года относится к LMT-батареям, промышленным батареям ёмкостью свыше 2 кВт·ч и EV-батареям; типичные малые IoT-паки под это общее требование не подпадают.