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为何锂离子电池要管理系统?
为何锂离子电池要管理系统?
  • 发布时间:2021-02-08 16:42

为何锂离子电池要管理系统?

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为何是锂离子电池管理系统?


远程外部设备由于其特殊的运行环境和运行方式对电池的要求非常高。它要较长的电池寿命,通常持续一年或更长时间。锂离子电池因其工作电压高、体积小、质量轻、能量密度大、无召回效应、无污染、自放电小、循环寿命长等诸多优点被广泛应用于长时间待机的远距离监控外观。与镍氢电池相比,锂离子电池重量轻了30%到40%,能量比高60%。然而,锂离子电池也有严重的缺点。综上所述,有以下两个方面:


(1)安全


锂离子电池具有安全性差、爆炸等缺点。特别是钴酸锂作为正极材料的锂离子电池不能放电电流大,安全性差。此外,几乎所有类型的锂离子电池过充或过放电都会对电池造成不可逆的损伤。锂离子电池对温度也非常敏感:假如在过高的温度下使用,它们会导致电解质分化、燃烧甚至爆炸。低温会导致锂离子电池功能恶化,影响设备的正常使用。


由于电池制造技术的限制,每个电池的内阻和容量会有所不同。当多个电池串联使用时,每个电池的充放电速率不一致,导致电池容量利用率低。鉴于此,锂离子电池在实际使用中一般要一个特殊的保护系统来监控电池的健康状况,从而来处理锂离子电池的使用。图1为电解液分化后的锂离子电池。


(2)保护


锂离子电池的低温容量衰减和无法准确的猜测功率,使得设备的防护性降低。长时间在线要定期更换电池,而远程监控设备在分散的站点运行,站点之间距离较远,所以更换电池是一项巨大而昂贵的任务。为了减少保护量,降低保护成本,需求电池处理系统具有准确判断电池充电状态的功能,可以准确掌握电池的充电状态,更加有针对性地进行电池更换操作;同时,要求电池处理系统具有较低的功耗,以降低保护频率,延长电池的使用寿命。因此,合理设计电池管理系统对长时间远距离监控电源状态具有重要意义。


然而,长距离监控表面的工作特性和锂离子电池的固有特性使得开发满足这类应用需求的电池处理系统变得相当困难。重要有以下几个因素:首先,从远距离测量的工作特点,为了减少功耗,长距离测量倾向于周期性睡眠和醒来,作业是电流的动态变化,当前阶段操作远远高于冬眠,但醒来后阶段的操作时间远小于休眠阶段;


其次,锂离子电池的放电曲线非常平缓,主充电集中在3.6v电压以上。然后,随着电压的进一步下降,电池电量开始急剧下降,远程外部设备无法根据电池电压发出低电量报警。最后,随着温度的变化,锂离子电池的自放电率也会发生很大的变化。外部设备在野外工作时,温度条件极其极端,进一步新增了猜测电池电量的难度。现有的电池管理系统很难适应这些功能和功能要求。


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