鋰電池因?yàn)槠渥鳂I(yè)電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量密度大、無(wú)回憶效應(yīng)、無(wú)污染、自放電小、循環(huán)壽命長(zhǎng)等眾多長(zhǎng)處而被廣泛運(yùn)用在長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)的長(zhǎng)途監(jiān)控外表上。與鎳氫電池相比，鋰離子電池輕30%-40%，能量比卻高60% 。然而鋰電池也有嚴(yán)重的缺點(diǎn)，總結(jié)來說有以下兩個(gè)方面： 

 

 

(1) 安全性 

 

鋰電池存在安全性差，時(shí)有發(fā)生爆炸等缺點(diǎn)。尤其是鈷酸鋰為正極資料的鋰電池不能大電流放電，安全性較差。此外，幾乎一切種類的鋰電池過度充電或過度放電都會(huì)引起電芯不可逆轉(zhuǎn)的損害。鋰電池對(duì)溫度也極為靈敏：如果在溫度過高的狀況下運(yùn)用，或許引起電解液分化、燃燒甚至爆炸;溫度過低將導(dǎo)致鋰電池的各項(xiàng)功能顯著惡化，影響設(shè)備的正常運(yùn)用。 

 

因?yàn)殡姵刂谱鞴に嚨南拗?，每個(gè)電池單元的內(nèi)阻、容量等均會(huì)存在差異。當(dāng)多個(gè)電池單元串聯(lián)運(yùn)用時(shí)，會(huì)引起各個(gè)電芯的充放電速率不一致，這導(dǎo)致了電池容量的利用率低下。鑒于此，鋰電池在實(shí)際運(yùn)用過程中一般需求專門的保護(hù)體系來監(jiān)控電池的健康狀況，從而辦理鋰電池的運(yùn)用過程。圖1顯現(xiàn)了電解液分化后的鋰電池。 

 

(2)可保護(hù)性 

 

鋰電池低溫下容量衰減和電量無(wú)法精確猜測(cè)使得設(shè)備的可保護(hù)性較差。長(zhǎng)時(shí)間在線的外表需求定期更換電池，而長(zhǎng)途監(jiān)控設(shè)備作業(yè)站點(diǎn)分散，各個(gè)站點(diǎn)之間路途遙遠(yuǎn)，因而更換電池作業(yè)量巨大，成本高昂。為了減小保護(hù)的作業(yè)量，下降保護(hù)成本，需求電池辦理體系具有精確的電荷狀況估算功能以精確把握電池的電荷狀況，更有目的地進(jìn)行電池更換作業(yè);同時(shí)還需求電池辦理體系具有較低的本身功耗，以下降保護(hù)頻率，延伸電池的運(yùn)用壽命。因而對(duì)長(zhǎng)時(shí)間繼續(xù)供電的長(zhǎng)途監(jiān)控外表，合理地設(shè)計(jì)電池辦理體系對(duì)設(shè)備的保護(hù)有著非常重要的意義。 

 

然而，長(zhǎng)途監(jiān)控外表的作業(yè)特色和鋰電池的固有的特性使得研究出滿意此類應(yīng)用要求的電池辦理體系變得適當(dāng)困難。主要有以下幾個(gè)因素：首先從長(zhǎng)途丈量外表的作業(yè)特色來講，為了下降功耗，長(zhǎng)途丈量外表一般會(huì)周期性的進(jìn)行休眠和喚醒，它的作業(yè)電流是動(dòng)態(tài)改變的，喚醒階段的作業(yè)電流遠(yuǎn)高于休眠狀況，但喚醒階段的作業(yè)時(shí)間卻遠(yuǎn)小于休眠階段; 

 

其次，鋰電池的放電曲線十分平緩，主要電量都集中于3.6V電壓以上，而隨后，跟著電壓的進(jìn)一步下降，電池電量開始急劇下降，長(zhǎng)途外表設(shè)備無(wú)法依據(jù)電池電壓發(fā)出低電量報(bào)警;最終，鋰電池的自放電率隨溫度的動(dòng)搖改變很大，對(duì)作業(yè)在野外的外表設(shè)備來說，溫度條件十分極點(diǎn)，進(jìn)一步加大了電池電量猜測(cè)難度?，F(xiàn)有的電池辦理體系難以適應(yīng)這些功能和功能要求，本課題正是根據(jù)上述布景而提出的。