采用鋰離子電池作為動(dòng)力源的電動(dòng)工具是因?yàn)槭裁矗?/h1>
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-05 17:03
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采用鋰離子電池作為動(dòng)力源的電動(dòng)工具因其綠色環(huán)保、循環(huán)性能好、電池容量高以及整機(jī)使用壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)勢(shì)備受人們青睞,技術(shù)發(fā)展迅速。越來(lái)越多的鋰電工具已采用先并聯(lián)再串聯(lián)的電池包來(lái)增加電池的整體容量,在一系列串并聯(lián)結(jié)構(gòu)后,電池的一致性對(duì)電池包壽命、安全性產(chǎn)生了重要影響。盡管電池成組進(jìn)行了一致性的嚴(yán)格篩選，但串并聯(lián)電池包的容量、安全性及壽命等性能都不能與單只電池相媲美。目前，電動(dòng)工具行業(yè)普遍采用電池管理系統(tǒng)來(lái)控制電池包內(nèi)電池的一致性和安全，從而保護(hù)電池包，延長(zhǎng)工具使用壽命。
鋰電池生產(chǎn)的一致性是業(yè)界公認(rèn)的難題，盡管通過(guò)電壓，內(nèi)阻，使用極差系數(shù)法、標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法和閾值法來(lái)篩選相對(duì)一致性的電池，但是電池成組后，電池包內(nèi)電池一致性就很難維持，其影響因素諸多，如溫度場(chǎng)、電池極化、自放電等。因而，電池包內(nèi)電池一致性的控制就顯得格外重要，采用電池管理系統(tǒng)（BMS）可以實(shí)現(xiàn)電池相對(duì)一致性的控制，從而避免由于電池不一致在使用過(guò)程中可能造成的過(guò)充過(guò)放，相對(duì)延長(zhǎng)電池包的使用壽命。帶有均衡功能的電池管理系統(tǒng)在一定程度上緩解了電池包的不一致問(wèn)題，使電池包容量和能量利用率得以最大化。
鋰離子電池正廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、電動(dòng)汽車以及空間系統(tǒng)。然而，一個(gè)不可避免的問(wèn)題是隨著循環(huán)使用和材質(zhì)老化電池性能會(huì)不斷下降直到廢棄。另外電池性能的退化無(wú)法直接測(cè)量，往往需要提前對(duì)其進(jìn)行估計(jì)，從而決定是否更換電池，以避免一些不必要的事故。
1 概述
鋰電池具有體積小、重量輕，比能量大，循環(huán)壽命長(zhǎng)，自放電率低，無(wú)記憶效應(yīng)，綠色，工作溫度范圍寬等特點(diǎn)。鋰電池在移動(dòng)通信設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用，如動(dòng)環(huán)設(shè)備、射頻光纖分布系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)監(jiān)測(cè)儀等，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)這些設(shè)備在外電掉電下的狀態(tài)監(jiān)控；通常設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)供電電壓在9V或以上，單節(jié)鋰電池的標(biāo)稱電壓為3.7V，常用的方案是采用多節(jié)鋰電池串聯(lián)的方式來(lái)達(dá)到應(yīng)用系統(tǒng)的供電電壓要求，由于每節(jié)電池在出廠時(shí)均存在一定的差異性，隨著充放電次數(shù)的增加，串聯(lián)中的各鋰電池的差異將越來(lái)越大，造成電池組中各電池的充電時(shí)間不一致，導(dǎo)致電池浮沖、過(guò)充或過(guò)放，容易造成電池?fù)p壞。
為克服鋰電池應(yīng)用存在的缺點(diǎn)和不足，特別是多節(jié)鋰電池串聯(lián)存在的充放電不平衡問(wèn)題，采用基于單節(jié)鋰電池應(yīng)用的管理系統(tǒng)及技術(shù)方案，可有效解決這些固有缺陷。
2 鋰電池充放電管理要求
鋰電池過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流，高溫、低溫使用等均可能造成鋰電池物理、化學(xué)上的損壞。
鋰電池的理想充電過(guò)程：預(yù)充、恒流充電、恒壓充電、涓流充電、充電完成，不斷監(jiān)測(cè)鋰電池電壓并與門限比較，若低則重新開(kāi)始充電，鋰電池充滿后應(yīng)盡量避免浮充。
理想的鋰電池充電電壓電流曲線如圖1所示。
3 單節(jié)鋰電池管理系統(tǒng)框圖
單節(jié)鋰電池的標(biāo)稱電壓通常為3.7V，通常難以正好達(dá)到設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的供電要求。
單節(jié)鋰電池充放電管理系統(tǒng)包括：鋰電池充放電管理模塊、鋰電池放電過(guò)流保護(hù)模塊、鋰電池電壓過(guò)放保護(hù)模塊及鋰電池電壓升壓模塊。系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。
該鋰電池管理系統(tǒng)輸入部分為外部充電電源，輸出部分為應(yīng)用系統(tǒng)的工作電源，其中鋰電池充放電管理模塊、鋰電池電壓過(guò)放保護(hù)模塊、鋰電池放電過(guò)流保護(hù)模塊只是邏輯上劃分，物理上可能集成。
4 單節(jié)鋰電池充放電管理方法
依據(jù)鋰電池典型充電電壓電流曲線，結(jié)合移動(dòng)通信設(shè)備中鋰電池使用特點(diǎn)，當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)外部供電掉電時(shí)，鋰電池管理系統(tǒng)能夠?qū)?yīng)用系統(tǒng)電源無(wú)縫切換至采用鋰電池供電， 鋰電池放電時(shí)，能及時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池過(guò)流、過(guò)放情況并自動(dòng)切斷；當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)外部供電正常時(shí)，能夠根據(jù)偵測(cè)到的鋰電池電壓情況對(duì)鋰電池及時(shí)充電，避免浮充等。單節(jié)鋰電池充放電管理流程如下。
?。?）在外部充電電源供電正常情況下，且在鋰電池未充滿的狀態(tài)下，鋰電池充放電管理模塊對(duì)鋰電池的電壓和外部充電電源的電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到鋰電池電壓低于鋰電池充電電壓門限時(shí)，啟動(dòng)鋰電池充電過(guò)程，當(dāng)監(jiān)測(cè)到鋰電池電壓等于鋰電池最高電壓，且充電電流很小時(shí)，則停止鋰電池充電過(guò)程，避免浮充；
（2）在外部充電電源供電正常情況下，且在鋰電池已經(jīng)充滿狀態(tài)下，鋰電池充放電管理系統(tǒng)對(duì)鋰電池的電壓和外部充電電源的電壓不斷進(jìn)行監(jiān)測(cè)，若監(jiān)測(cè)到鋰電池電壓低于鋰電池充電電壓門限時(shí)，重新啟動(dòng)鋰電池充電過(guò)程；
?。?）在外部充電電源供電異常情況下，鋰電池充放電管理系統(tǒng)對(duì)鋰電池的電壓和外部充電電源的電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，此時(shí)監(jiān)測(cè)到外部充電電源模塊電壓不正常，則啟動(dòng)鋰電池放電過(guò)程；
?。?）鋰電池放電過(guò)流保護(hù)模塊時(shí)刻監(jiān)測(cè)鋰電池放電回路中的工作電流大小，當(dāng)監(jiān)測(cè)到放電回路中鋰電池放電電流大于鋰電池最大放電電流門限時(shí)，則斷開(kāi)鋰電池放電回路；當(dāng)監(jiān)測(cè)到放電回路中鋰電池放電電流低于鋰電池最大放電電流門限時(shí)，重新開(kāi)放鋰電池放電回路；如此反復(fù)。
?。?）鋰電池電壓過(guò)放保護(hù)模塊時(shí)刻監(jiān)測(cè)鋰電池當(dāng)前電壓大小，當(dāng)監(jiān)測(cè)到鋰電池電壓低于最低放電電壓門限時(shí)，斷開(kāi)鋰電池放電回路，停止鋰電池供電；當(dāng)監(jiān)測(cè)到鋰電池電壓高于最低電壓門限時(shí)，重新開(kāi)放鋰電池放電回路；如此反復(fù)。
鋰電池電壓升壓模塊將單節(jié)鋰電池電壓升壓到適于應(yīng)用系統(tǒng)工作的電壓值，以滿足應(yīng)用系統(tǒng)所需電壓要求。
5 單節(jié)鋰電池管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
本研究的單節(jié)鋰電池管理系統(tǒng)及方法主要在移動(dòng)通信設(shè)備中的嵌入式系統(tǒng)及傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用，整個(gè)系統(tǒng)原理框圖如圖3所示。
單節(jié)鋰電池應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn)，主要體現(xiàn)在鋰電池容量的估算及選型，鋰電池電壓升壓器件的選型，鋰電池充放電管理芯片的選型及充放電開(kāi)關(guān)的選型上。
鋰電池容量的估算，需要根據(jù)嵌入式最小系統(tǒng)及其外設(shè)的功耗及系統(tǒng)要求的鋰電池供電時(shí)間進(jìn)行推算。鋰電池容量計(jì)算可采用公式1進(jìn)行推算并留有余量。
Ii =（（ Ic * Uc） /η1）/ η2 / Ui （1）
其中：
Ii、Ui為鋰電池供電電流、電壓；
Ic、Uc為應(yīng)用系統(tǒng)工作電流、電壓；
η1、η2為開(kāi)關(guān)電源、升壓DC/DC效率；
鋰電池電壓升壓器件的選型，主要考慮芯片的輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、芯片效率及散熱等。
鋰電池充放電管理芯片的選型，主要考慮芯片的輸入電壓范圍應(yīng)在應(yīng)用系統(tǒng)的供電電壓應(yīng)在其輸入電壓范圍內(nèi)、芯片充電電流大小及最大放電電流、過(guò)充電壓及過(guò)放電壓等。
鋰電池充放電開(kāi)關(guān)的選型，建議采用基于MOSFET的大功率開(kāi)關(guān)管。
通過(guò)器件選型及相關(guān)常溫、高低溫實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的電路在輸入、輸出動(dòng)態(tài)范圍額定負(fù)載的情況下輸出電壓穩(wěn)定，電壓紋波在合理范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了單節(jié)鋰電池管理系統(tǒng)在產(chǎn)品中的應(yīng)用，證明了技術(shù)方案的可行性。
6 結(jié)語(yǔ)
本文提出了一種單節(jié)鋰電池管理系統(tǒng)及方法，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)及實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了可行性驗(yàn)證。采用單節(jié)鋰電池供電方案，避免了多節(jié)鋰電池串聯(lián)供電由于鋰電池之間的差異性存在的固有缺陷，增強(qiáng)了鋰電池使用壽命、降低了成本。
目前對(duì)鋰電池循環(huán)壽命的預(yù)測(cè)離成熟的實(shí)際在線應(yīng)用還有一段距離。國(guó)外的一些高校、研究機(jī)構(gòu)和公司針對(duì)電動(dòng)車、船舶、飛機(jī)及航天器的電池管理系統(tǒng)( battery management system，BMS) 進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，其中鋰電池循環(huán)壽命的預(yù)測(cè)是BMS 的核心和難點(diǎn)，許多如GPS 系統(tǒng)和無(wú)人機(jī)( unmanned aerial vehicles，UAVs) 等軍事電子設(shè)備需要使用的便攜式電源都依賴于鋰離子電池，也需要評(píng)估鋰電池的可靠性，以避免鋰離子電池失效而導(dǎo)致從操作損傷到性能下降甚至災(zāi)難性故障等不同程度的嚴(yán)重后果。 應(yīng)用于植入式醫(yī)療設(shè)備的可充電鋰電池的可靠性被廣大的利益相關(guān)者公認(rèn)為最重要的一個(gè)要求，要確保這些設(shè)備的鋰電池在操作過(guò)程中的可靠性，就必須要求能夠評(píng)估鋰電池的容量和預(yù)測(cè)剩余的循環(huán)使用壽命。
國(guó)內(nèi)也有一些研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)展了實(shí)際應(yīng)用工作，但尚處于起步階段，比如Liu D． T． 等人將鋰離子電池的循環(huán)壽命預(yù)測(cè)方法應(yīng)用于我國(guó)航天某所的衛(wèi)星鋰電池健康評(píng)估系統(tǒng)中，開(kāi)發(fā)了衛(wèi)星鋰離子電池剩余壽命預(yù)測(cè)系統(tǒng); 針對(duì)空間應(yīng)用計(jì)算資源約束問(wèn)題，周建寶等人還在FPGA 平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了基于RVM的嵌入式鋰電池循環(huán)壽命預(yù)測(cè)計(jì)算方法，預(yù)測(cè)電池的剩余壽命( remaininguseful life，ＲUL) ; 北京交通大學(xué)和北京航空航天大學(xué)也分別研究了相關(guān)電池剩余壽命估算方法，先后得到實(shí)際應(yīng)用; 國(guó)內(nèi)一些公司如哈爾濱冠拓電源設(shè)備有限公司和深圳派司地科技有限公司在電池管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)上也取得了一定的成果。
總體來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)外電池管理系統(tǒng)的采集精度仍然不夠精確，尤其是在電池剩余循環(huán)壽命估算的準(zhǔn)確性上仍然存在著不足，技術(shù)不夠成熟。
鋰電池生產(chǎn)的一致性是業(yè)界公認(rèn)的難題，盡管通過(guò)電壓，內(nèi)阻，使用極差系數(shù)法、標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法和閾值法來(lái)篩選相對(duì)一致性的電池，但是電池成組后，電池包內(nèi)電池一致性就很難維持，其影響因素諸多，如溫度場(chǎng)、電池極化、自放電等。因而，電池包內(nèi)電池一致性的控制就顯得格外重要，采用電池管理系統(tǒng)（BMS）可以實(shí)現(xiàn)電池相對(duì)一致性的控制，從而避免由于電池不一致在使用過(guò)程中可能造成的過(guò)充過(guò)放，相對(duì)延長(zhǎng)電池包的使用壽命。帶有均衡功能的電池管理系統(tǒng)在一定程度上緩解了電池包的不一致問(wèn)題，使電池包容量和能量利用率得以最大化。
鋰離子電池正廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、電動(dòng)汽車以及空間系統(tǒng)。然而，一個(gè)不可避免的問(wèn)題是隨著循環(huán)使用和材質(zhì)老化電池性能會(huì)不斷下降直到廢棄。另外電池性能的退化無(wú)法直接測(cè)量，往往需要提前對(duì)其進(jìn)行估計(jì)，從而決定是否更換電池，以避免一些不必要的事故。
1 概述
鋰電池具有體積小、重量輕，比能量大，循環(huán)壽命長(zhǎng)，自放電率低，無(wú)記憶效應(yīng)，綠色，工作溫度范圍寬等特點(diǎn)。鋰電池在移動(dòng)通信設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用，如動(dòng)環(huán)設(shè)備、射頻光纖分布系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)監(jiān)測(cè)儀等，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)這些設(shè)備在外電掉電下的狀態(tài)監(jiān)控；通常設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)供電電壓在9V或以上，單節(jié)鋰電池的標(biāo)稱電壓為3.7V，常用的方案是采用多節(jié)鋰電池串聯(lián)的方式來(lái)達(dá)到應(yīng)用系統(tǒng)的供電電壓要求，由于每節(jié)電池在出廠時(shí)均存在一定的差異性，隨著充放電次數(shù)的增加，串聯(lián)中的各鋰電池的差異將越來(lái)越大，造成電池組中各電池的充電時(shí)間不一致，導(dǎo)致電池浮沖、過(guò)充或過(guò)放，容易造成電池?fù)p壞。
為克服鋰電池應(yīng)用存在的缺點(diǎn)和不足，特別是多節(jié)鋰電池串聯(lián)存在的充放電不平衡問(wèn)題，采用基于單節(jié)鋰電池應(yīng)用的管理系統(tǒng)及技術(shù)方案，可有效解決這些固有缺陷。
2 鋰電池充放電管理要求
鋰電池過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流，高溫、低溫使用等均可能造成鋰電池物理、化學(xué)上的損壞。
鋰電池的理想充電過(guò)程：預(yù)充、恒流充電、恒壓充電、涓流充電、充電完成，不斷監(jiān)測(cè)鋰電池電壓并與門限比較，若低則重新開(kāi)始充電，鋰電池充滿后應(yīng)盡量避免浮充。
理想的鋰電池充電電壓電流曲線如圖1所示。
單節(jié)鋰電池的標(biāo)稱電壓通常為3.7V，通常難以正好達(dá)到設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的供電要求。
單節(jié)鋰電池充放電管理系統(tǒng)包括：鋰電池充放電管理模塊、鋰電池放電過(guò)流保護(hù)模塊、鋰電池電壓過(guò)放保護(hù)模塊及鋰電池電壓升壓模塊。系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。
該鋰電池管理系統(tǒng)輸入部分為外部充電電源，輸出部分為應(yīng)用系統(tǒng)的工作電源，其中鋰電池充放電管理模塊、鋰電池電壓過(guò)放保護(hù)模塊、鋰電池放電過(guò)流保護(hù)模塊只是邏輯上劃分，物理上可能集成。
4 單節(jié)鋰電池充放電管理方法
依據(jù)鋰電池典型充電電壓電流曲線，結(jié)合移動(dòng)通信設(shè)備中鋰電池使用特點(diǎn)，當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)外部供電掉電時(shí)，鋰電池管理系統(tǒng)能夠?qū)?yīng)用系統(tǒng)電源無(wú)縫切換至采用鋰電池供電， 鋰電池放電時(shí)，能及時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池過(guò)流、過(guò)放情況并自動(dòng)切斷；當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)外部供電正常時(shí)，能夠根據(jù)偵測(cè)到的鋰電池電壓情況對(duì)鋰電池及時(shí)充電，避免浮充等。單節(jié)鋰電池充放電管理流程如下。
?。?）在外部充電電源供電正常情況下，且在鋰電池未充滿的狀態(tài)下，鋰電池充放電管理模塊對(duì)鋰電池的電壓和外部充電電源的電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到鋰電池電壓低于鋰電池充電電壓門限時(shí)，啟動(dòng)鋰電池充電過(guò)程，當(dāng)監(jiān)測(cè)到鋰電池電壓等于鋰電池最高電壓，且充電電流很小時(shí)，則停止鋰電池充電過(guò)程，避免浮充；
（2）在外部充電電源供電正常情況下，且在鋰電池已經(jīng)充滿狀態(tài)下，鋰電池充放電管理系統(tǒng)對(duì)鋰電池的電壓和外部充電電源的電壓不斷進(jìn)行監(jiān)測(cè)，若監(jiān)測(cè)到鋰電池電壓低于鋰電池充電電壓門限時(shí)，重新啟動(dòng)鋰電池充電過(guò)程；
?。?）在外部充電電源供電異常情況下，鋰電池充放電管理系統(tǒng)對(duì)鋰電池的電壓和外部充電電源的電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，此時(shí)監(jiān)測(cè)到外部充電電源模塊電壓不正常，則啟動(dòng)鋰電池放電過(guò)程；
?。?）鋰電池放電過(guò)流保護(hù)模塊時(shí)刻監(jiān)測(cè)鋰電池放電回路中的工作電流大小，當(dāng)監(jiān)測(cè)到放電回路中鋰電池放電電流大于鋰電池最大放電電流門限時(shí)，則斷開(kāi)鋰電池放電回路；當(dāng)監(jiān)測(cè)到放電回路中鋰電池放電電流低于鋰電池最大放電電流門限時(shí)，重新開(kāi)放鋰電池放電回路；如此反復(fù)。
?。?）鋰電池電壓過(guò)放保護(hù)模塊時(shí)刻監(jiān)測(cè)鋰電池當(dāng)前電壓大小，當(dāng)監(jiān)測(cè)到鋰電池電壓低于最低放電電壓門限時(shí)，斷開(kāi)鋰電池放電回路，停止鋰電池供電；當(dāng)監(jiān)測(cè)到鋰電池電壓高于最低電壓門限時(shí)，重新開(kāi)放鋰電池放電回路；如此反復(fù)。
鋰電池電壓升壓模塊將單節(jié)鋰電池電壓升壓到適于應(yīng)用系統(tǒng)工作的電壓值，以滿足應(yīng)用系統(tǒng)所需電壓要求。
5 單節(jié)鋰電池管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
本研究的單節(jié)鋰電池管理系統(tǒng)及方法主要在移動(dòng)通信設(shè)備中的嵌入式系統(tǒng)及傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用，整個(gè)系統(tǒng)原理框圖如圖3所示。
單節(jié)鋰電池應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn)，主要體現(xiàn)在鋰電池容量的估算及選型，鋰電池電壓升壓器件的選型，鋰電池充放電管理芯片的選型及充放電開(kāi)關(guān)的選型上。
鋰電池容量的估算，需要根據(jù)嵌入式最小系統(tǒng)及其外設(shè)的功耗及系統(tǒng)要求的鋰電池供電時(shí)間進(jìn)行推算。鋰電池容量計(jì)算可采用公式1進(jìn)行推算并留有余量。
Ii =（（ Ic * Uc） /η1）/ η2 / Ui （1）
其中：
Ii、Ui為鋰電池供電電流、電壓；
Ic、Uc為應(yīng)用系統(tǒng)工作電流、電壓；
η1、η2為開(kāi)關(guān)電源、升壓DC/DC效率；
鋰電池電壓升壓器件的選型，主要考慮芯片的輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、芯片效率及散熱等。
鋰電池充放電管理芯片的選型，主要考慮芯片的輸入電壓范圍應(yīng)在應(yīng)用系統(tǒng)的供電電壓應(yīng)在其輸入電壓范圍內(nèi)、芯片充電電流大小及最大放電電流、過(guò)充電壓及過(guò)放電壓等。
鋰電池充放電開(kāi)關(guān)的選型，建議采用基于MOSFET的大功率開(kāi)關(guān)管。
通過(guò)器件選型及相關(guān)常溫、高低溫實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的電路在輸入、輸出動(dòng)態(tài)范圍額定負(fù)載的情況下輸出電壓穩(wěn)定，電壓紋波在合理范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了單節(jié)鋰電池管理系統(tǒng)在產(chǎn)品中的應(yīng)用，證明了技術(shù)方案的可行性。
6 結(jié)語(yǔ)
本文提出了一種單節(jié)鋰電池管理系統(tǒng)及方法，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)及實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了可行性驗(yàn)證。采用單節(jié)鋰電池供電方案，避免了多節(jié)鋰電池串聯(lián)供電由于鋰電池之間的差異性存在的固有缺陷，增強(qiáng)了鋰電池使用壽命、降低了成本。
目前對(duì)鋰電池循環(huán)壽命的預(yù)測(cè)離成熟的實(shí)際在線應(yīng)用還有一段距離。國(guó)外的一些高校、研究機(jī)構(gòu)和公司針對(duì)電動(dòng)車、船舶、飛機(jī)及航天器的電池管理系統(tǒng)( battery management system，BMS) 進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，其中鋰電池循環(huán)壽命的預(yù)測(cè)是BMS 的核心和難點(diǎn)，許多如GPS 系統(tǒng)和無(wú)人機(jī)( unmanned aerial vehicles，UAVs) 等軍事電子設(shè)備需要使用的便攜式電源都依賴于鋰離子電池，也需要評(píng)估鋰電池的可靠性，以避免鋰離子電池失效而導(dǎo)致從操作損傷到性能下降甚至災(zāi)難性故障等不同程度的嚴(yán)重后果。 應(yīng)用于植入式醫(yī)療設(shè)備的可充電鋰電池的可靠性被廣大的利益相關(guān)者公認(rèn)為最重要的一個(gè)要求，要確保這些設(shè)備的鋰電池在操作過(guò)程中的可靠性，就必須要求能夠評(píng)估鋰電池的容量和預(yù)測(cè)剩余的循環(huán)使用壽命。
國(guó)內(nèi)也有一些研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)展了實(shí)際應(yīng)用工作，但尚處于起步階段，比如Liu D． T． 等人將鋰離子電池的循環(huán)壽命預(yù)測(cè)方法應(yīng)用于我國(guó)航天某所的衛(wèi)星鋰電池健康評(píng)估系統(tǒng)中，開(kāi)發(fā)了衛(wèi)星鋰離子電池剩余壽命預(yù)測(cè)系統(tǒng); 針對(duì)空間應(yīng)用計(jì)算資源約束問(wèn)題，周建寶等人還在FPGA 平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了基于RVM的嵌入式鋰電池循環(huán)壽命預(yù)測(cè)計(jì)算方法，預(yù)測(cè)電池的剩余壽命( remaininguseful life，ＲUL) ; 北京交通大學(xué)和北京航空航天大學(xué)也分別研究了相關(guān)電池剩余壽命估算方法，先后得到實(shí)際應(yīng)用; 國(guó)內(nèi)一些公司如哈爾濱冠拓電源設(shè)備有限公司和深圳派司地科技有限公司在電池管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)上也取得了一定的成果。
總體來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)外電池管理系統(tǒng)的采集精度仍然不夠精確，尤其是在電池剩余循環(huán)壽命估算的準(zhǔn)確性上仍然存在著不足，技術(shù)不夠成熟。
