為何是鋰離子電池管理系統(tǒng)?

遠(yuǎn)程外部設(shè)備由于其特殊的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行方式對(duì)電池的要求非常高。它要較長(zhǎng)的電池壽命，通常持續(xù)一年或更長(zhǎng)時(shí)間。鋰離子電池因其工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量密度大、無(wú)召回效應(yīng)、無(wú)污染、自放電小、循環(huán)壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控外觀。與鎳氫電池相比，鋰離子電池重量輕了30%到40%，能量比高60%。然而，鋰離子電池也有嚴(yán)重的缺點(diǎn)。綜上所述，有以下兩個(gè)方面:

(1)安全

鋰離子電池具有安全性差、爆炸等缺點(diǎn)。特別是鈷酸鋰作為正極材料的鋰離子電池不能放電電流大，安全性差。此外，幾乎所有類型的鋰離子電池過(guò)充或過(guò)放電都會(huì)對(duì)電池造成不可逆的損傷。鋰離子電池對(duì)溫度也非常敏感:假如在過(guò)高的溫度下使用，它們會(huì)導(dǎo)致電解質(zhì)分化、燃燒甚至爆炸。低溫會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池功能惡化，影響設(shè)備的正常使用。

由于電池制造技術(shù)的限制，每個(gè)電池的內(nèi)阻和容量會(huì)有所不同。當(dāng)多個(gè)電池串聯(lián)使用時(shí)，每個(gè)電池的充放電速率不一致，導(dǎo)致電池容量利用率低。鑒于此，鋰離子電池在實(shí)際使用中一般要一個(gè)特殊的保護(hù)系統(tǒng)來(lái)監(jiān)控電池的健康狀況，從而來(lái)處理鋰離子電池的使用。圖1為電解液分化后的鋰離子電池。

(2)保護(hù)

鋰離子電池的低溫容量衰減和無(wú)法準(zhǔn)確的猜測(cè)功率，使得設(shè)備的防護(hù)性降低。長(zhǎng)時(shí)間在線要定期更換電池，而遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備在分散的站點(diǎn)運(yùn)行，站點(diǎn)之間距離較遠(yuǎn)，所以更換電池是一項(xiàng)巨大而昂貴的任務(wù)。為了減少保護(hù)量，降低保護(hù)成本，需求電池處理系統(tǒng)具有準(zhǔn)確判斷電池充電狀態(tài)的功能，可以準(zhǔn)確掌握電池的充電狀態(tài)，更加有針對(duì)性地進(jìn)行電池更換操作;同時(shí)，要求電池處理系統(tǒng)具有較低的功耗，以降低保護(hù)頻率，延長(zhǎng)電池的使用壽命。因此，合理設(shè)計(jì)電池管理系統(tǒng)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間遠(yuǎn)距離監(jiān)控電源狀態(tài)具有重要意義。

然而，長(zhǎng)距離監(jiān)控表面的工作特性和鋰離子電池的固有特性使得開(kāi)發(fā)滿足這類應(yīng)用需求的電池處理系統(tǒng)變得相當(dāng)困難。重要有以下幾個(gè)因素:首先,從遠(yuǎn)距離測(cè)量的工作特點(diǎn),為了減少功耗,長(zhǎng)距離測(cè)量?jī)A向于周期性睡眠和醒來(lái),作業(yè)是電流的動(dòng)態(tài)變化,當(dāng)前階段操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冬眠,但醒來(lái)后階段的操作時(shí)間遠(yuǎn)小于休眠階段;

其次，鋰離子電池的放電曲線非常平緩，主充電集中在3.6v電壓以上。然后，隨著電壓的進(jìn)一步下降，電池電量開(kāi)始急劇下降，遠(yuǎn)程外部設(shè)備無(wú)法根據(jù)電池電壓發(fā)出低電量報(bào)警。最后，隨著溫度的變化，鋰離子電池的自放電率也會(huì)發(fā)生很大的變化。外部設(shè)備在野外工作時(shí)，溫度條件極其極端，進(jìn)一步新增了猜測(cè)電池電量的難度。現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)很難適應(yīng)這些功能和功能要求。