高通电池管理基于qpnp-vm-bms电压模式

CV:Constant Voltage恒压

SMMB charger：Switch-ModeBattery Charger and Boost peripheral开关模式电池充电器和升压外围设备

OCV：Open circuitvoltage

EOC：End OfCharge充电结束

UUC：UnusableCapacity不可用电量

一、背景介绍

高通（Qualcomm）移动广泛集成了PMIC（电源管理IC），其BMS（Battery Management System，电池管理系统）负责监测、管理池的电量、健康、充放电安全等。qpnp-v-bms即Qualcomm PMIC Next-Gen Platform的Voltage Mode-BMS，是基于电池“电压模式（Voltage Mode”的算法和驱动框架，多用于安卓手机的内核。

二、qpnp-vm-bms电压模式简介

• 电压模式（Voltage Mode）
  简单来说，是根据电池端电压估算剩余电量（SOC, State Of Charge）、剩余容量（mAh）等关键参数。而另一种常见的模式是库仑计数（Coulomb Counter，电流积分法）。
• 特点
  • 不依赖库仑计数器（Coulomb Counter），而是基于对电池电压曲线匹配
  • 模型依赖电池电压与SOC的关系表
    -般对成本较低、硬件资源有限的产品较为适用
  • 精度低库仑计数法，但实现简单
  • 更依赖温度、电池工况等校正

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三、qpnp-vm-bms主要功能

1. 电池剩余容量估算（SOC）
   • 依据电电压（OCP Open Circuit Voltage）、温度及查表法（Voltage to SOC table）进行估算
2. 充电状态管理
   • 充满、放空判定
   • 控制电流程
3. 健康与保护
   • 欠压、过压、电池温度过高/过低监控
   • 保护电池避免过度放电/过度充电
4. 参数接口导出
   • 向用户空间（Android HAL、BatteryService，sysfs）提供电池状态参数，如当前剩余百分比、状态（正在充电/放电）、健康状态等
     . 与PMIC/充电子系统协作
   • 协调充电管理IC，动态调节充电电流、电压等

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四、核心实现/工作流程

1. 硬件采样
   • 从PMIC ADC通道定期读取电池电压（有时附加温度传感器）
   • 部分情况会采集阻抗估算
2. 查表算法（Voltage-SOC Table）
   • 内核驱动内置或DT中加载电池电压到SOC的特性表
   • 实时根据当前电压、温度查表得到对应SOC
   • 温度系数可能参与补偿（不同温度下电压-SOC特性曲不同）
3. 状态机推进
   • 进入/退出充电、放电、空电、满电、上电等状态，更新对应flag
   • 若电压临界则触发报警/保护
4. 参数导出机制
   • 在/sys/class/power_supply/bms/等节点下导出如capacity、voltage_now等属性
   • 上层（Android Framework/Service）定期轮询读取

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五、使用/配置方法（详细方法参加下方）

1. 设备树（Device Tree）配置

通常需在dts文件（pm8998.dtsi等）中写入类似如下节点：

bms: qpnp-vm-bms@... {
    compatible = "qcom,qpnp-vm-bms";
    io-channels = <&pm8998_adc ADC_CHANNELAT_VOL>;
    q,voltage-soc-table = < ... 配置具体的电压与SOC表 ... >;
    qcom,temperature-soc-correction = < 可选，温度修正表 >;
    /* 其它参数如电池容量、电压上下限等 */
};

2. 内核驱动

• 路通常在drivers/power/qcom/qpnp-vm-bms.c
• 编译选项依赖于CONFIG_QPNP_VM_BMS

3. 用户空间/验证使用

• 电池状态可通过如下sysfs节点读取：

  cat /sys/class/power_supply/bms/capacity        # SOC(%)
  cat /sys/class/power_supply/bms/voltage_now     # 当前电压(uV)
  cat /sys/class/p_supply/bms/temp            # 电池温度(0.1°C)
  

• 可通过logcat、dmesg监控BMS相关日志
• 使用BatteryService/Settings观察效果

4. 典型应用场景

• 中低端机型、IoT智能设备等不需要精细电量管理的场景
• 没有专门库仑计硬件支持时

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