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)行方式對電池的要求非常高。它要較長的電池壽命，通常持續(xù)一年或更長時間。鋰離子電池因其工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量密度大、無召回效應(yīng)、無污染、自放電小、循環(huán)壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于長時間待機(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充或過放電都會對電池造成不可逆的損傷。鋰離子電池對溫度也非常敏感:假如在過高的溫度下使用，它們會導(dǎo)致電解質(zhì)分化、燃燒甚至爆炸。低溫會導(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，每個電池的內(nèi)阻和容量會有所不同。當(dāng)多個電池串聯(lián)使用時，每個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特殊的保護(hù)系統(tǒng)來監(jiān)控電池的健康狀況，從而來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法準(zhǔn)確的猜測功率，使得設(shè)備的防護(hù)性降低。長時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)，更加有針對性地進(jìn)行電池更換操作;同時，要求電池處理系統(tǒng)具有較低的功耗，以降低保護(hù)頻率，延長電池的使用壽命。因此，合理設(shè)計(jì)電池管理系統(tǒng)對長時間遠(yuǎn)距離監(jiān)控電源狀態(tài)具有重要意義。

然而，長距離監(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。重要有以下幾個因素:首先,從遠(yuǎn)距離測量的工作特點(diǎn),為了減少功耗,長距離測量傾向于周期性睡眠和醒來,作業(yè)是電流的動態(tài)變化,當(dāng)前階段操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冬眠,但醒來后階段的操作時間遠(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，電池電量開始急劇下降，遠(yuǎn)程外部設(shè)備無法根據(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發(fā)生很大的變化。外部設(shè)備在野外工作時，溫度條件極其極端，進(jìn)一步新增了猜測電池電量的難度。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。