鉅大LARGE | 點擊量：1243次 | 2019年04月27日
電池的性能參數(shù)主要有哪些？電池的面積越大，其內(nèi)阻越小嗎？
電池基系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用在蜂窩電話、PDA游戲機(jī)、醫(yī)療儀器等領(lǐng)域。這些系統(tǒng)需要有效的電源管理以便使設(shè)備尺寸和電池壽命最佳化。
電池基電源管理系統(tǒng)包括電池和為系統(tǒng)提供電源的穩(wěn)壓電路。主要的設(shè)計目標(biāo)包括：
性能和充電時間間隔指標(biāo)，要通過有效的系統(tǒng)設(shè)計，使電池尺寸最小、重量最輕。
在寬輸入電壓范圍內(nèi)提供合適的穩(wěn)定輸出電壓，在電池電壓下降時電池基系統(tǒng)能正常地工作。
要求電源管理系統(tǒng)減小印刷電路板大小。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
功率管理系統(tǒng)最小熱耗，應(yīng)消除復(fù)雜的熱管理，熱管理會增加重量和成本。
電源管理系統(tǒng)最佳化的電路布線，應(yīng)避免電磁干擾。
高可靠性的電源管理系統(tǒng)。
電池選擇為了滿足上述的設(shè)計目標(biāo)，電源管理系統(tǒng)的設(shè)計從電池開始。電池類型有一次電池（或非重新充電電池）和可重新充電電池。
一些流行的可重新充電電池包括：
鎳鎘（NiCd）電池具有壽命長，高放電率和價格便宜。優(yōu)點是簡單的充電特性，能經(jīng)受多次充電/放電。
鎳氫（NiMH）電池：與NiCd電池比具有較高能量密度，但是要以降低壽命為代價，其能量密度比NiCd高30%~40%。NiMH儲存效應(yīng)比較小。充電時，NiMH采用更復(fù)雜的充電算法并消耗一些熱量，因此，所需的充電時間比NiCd長。
鋰離子（Li-ion）電池：具有高能量密度而且重量輕。當(dāng)今鋰電池以單位重量的最大電化學(xué)勢能和最高能量密度而處于電池的中心位置。鋰離子電池是安全的，它在充電和放電時能提供一定的安全措施。其能量密度是標(biāo)準(zhǔn)NiCd電池的2倍。另外，它具有高容量，其負(fù)載特性是相當(dāng)好的，放電特性類似于NiCd。它相當(dāng)高的電池電壓（2.7~4.2V）使得很多Li-ion電池組只有一個電池組成。壽命為300充電/放電周期，在500周期為50%容量。然而，Li-ion電池需要保護(hù)電路，保護(hù)電路在充電期間限制每個電池的峰值電壓，并阻止放電時電壓下降太低。保護(hù)電路不僅限制最大充電和放電電流，而且監(jiān)控電池溫度。在處理和測試Li-ion電池時應(yīng)小心短路、過充電、壓碎、敲擊、損壞、穿入、反向極性、暴露在高溫或折開電池。
只用帶設(shè)計有保護(hù)電路的Li-ion電池。
電池（battery）指盛有電解質(zhì)溶液和金屬電極以產(chǎn)生電流的杯、槽或其他容器或復(fù)合容器的部分空間。隨著科技的進(jìn)步，電池泛指能產(chǎn)生電能的小型裝置。如太陽能電池。電池的性能參數(shù)主要有電動勢、容量、比能量和電阻。
電池的性能參數(shù)主要有電動勢、容量、比能量和電阻。電動勢等于單位正電荷由負(fù)極通過電池內(nèi)部移到正極時，電池非靜電力（化學(xué)力）所做的功。電動勢取決于電極材料的化學(xué)性質(zhì)，與電池的大小無關(guān)。電池所能輸出的總電荷量為電池的容量，通常用安培小時作單位。在電池反應(yīng)中，1千克反應(yīng)物質(zhì)所產(chǎn)生的電能稱為電池的理論比能量。電池的實際比能量要比理論比能量小。因為電池中的反應(yīng)物并不全按電池反應(yīng)進(jìn)行，同時電池內(nèi)阻也要引起電動勢降，因此常把比能量高的電池稱做高能電池。電池的面積越大，其內(nèi)阻越小。
電池的能量儲存有限，電池所能輸出的總電荷量叫做它的容量，通常用安培小時作單位，它也是電池的一個性能參數(shù)。電池的容量與電極物質(zhì)的數(shù)量有關(guān)，即與電極的體積有關(guān)。
實用的化學(xué)電池可以分成兩個基本類型：原電池與蓄電池。原電池制成后即可以產(chǎn)生電流，但在放電完畢即被廢棄。蓄電池又稱為二次電池，使用前須先進(jìn)行充電，充電后可放電使用，放電完畢后還可以充電再用。蓄電池充電時，電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能；放電時，化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的。
鋰聚合物（Li-Pol）電池：能量密度與Li-ion電池類似，但使用較安全，并且有較好的封裝靈活性。Li-Pol電池與Li-ion不同的地方是制造堅固性、安全性和薄外形幾何形狀。不像Li-ion電池那樣，不存在易燃性的危險。因為Li-Pol的電極是疊層式的。
一些電池組包含一個集成IC保護(hù)電路。此IC防止可能導(dǎo)致過熱的大電流。鋰離子電池組中的電池需要單獨的電壓監(jiān)控。串聯(lián)連接的電池越多，其保護(hù)電路就越復(fù)雜。注意：不要放電低于2.5V的鋰基電池，不然，就切斷電池的保護(hù)電路。
所有的電池都會自放電。自放電對于鎳基電池是最顯著的。通常在充電之后的第一個24小時，鎳基電池放電其容量的10%~15%，其后的放電率是每月10%~15%。Li-ion自放電在第一個24小時大約為5%，其后為1%~2%。
隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，車載電子設(shè)施及娛樂設(shè)施越來越多。一方面這些電子系統(tǒng)增加了車用能量的壓力，一般情況下，在耗電1kW的情況下，每行駛100km需要消耗0.7～1.2L的汽油，而能源正面臨著越來越短缺的形勢；另一方面也使得由于電子系統(tǒng)潰電導(dǎo)致的汽車不能啟動事例成為啟動失敗的主要原因。
與此同時，汽車數(shù)量還在不斷增加，而排放污染也成為全世界最為關(guān)注的問題之一。目前歐洲已經(jīng)出臺關(guān)于限制CO2排放的法規(guī)，根據(jù)法規(guī)規(guī)定，從2012年到2015年，汽車的CO2排放量必須從現(xiàn)在的160g/km減少到120～125g/km。預(yù)計到2020年，汽車的CO2排放量將不超過95g/km。這項法規(guī)使得汽車制造商在將來的汽車設(shè)計時必須考慮降低CO2排量，否則將面臨高額罰款。因此，目前我們急需尋求降低CO2排量和節(jié)約能量的解決方案。
電池狀態(tài)探測及充放電優(yōu)化
采用電子能源管理系統(tǒng)，通過集成在電池傳感器中的電池狀態(tài)監(jiān)測算法能夠適時監(jiān)測電池狀態(tài)。相應(yīng)地還可以在主控單元的控制系統(tǒng)中設(shè)置電池及傳感器工作策略，設(shè)置電池的工作區(qū)間，根據(jù)當(dāng)前電池充電狀態(tài)、電池溫度及車輛行駛狀況，可采用相應(yīng)的策略控制發(fā)電機(jī)。及時對電池進(jìn)行充電。在此過程中，整車能源供應(yīng)處于完全閉環(huán)控制狀態(tài)，從而保證了整車的能源供應(yīng)，優(yōu)化了整車能源管理，保證了引擎再次啟動所需的最小電流，避免了由于電池潰電所引起的車輛不能再次啟動問題。
發(fā)電機(jī)工作電壓動態(tài)控制
同時，電子能源管理系統(tǒng)還能夠利用可控交流發(fā)電機(jī)來動態(tài)改變發(fā)電機(jī)的工作電壓設(shè)定，來優(yōu)化發(fā)動機(jī)扭矩分布及整車能源管理。
傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)控制不能利用多余的機(jī)械能，工作電壓也不可控。當(dāng)汽車在加速運行過程中，需要較高扭矩時，傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)仍會消耗較大的發(fā)動機(jī)扭矩，而電子能源管理系統(tǒng)可以通過動態(tài)控制發(fā)電機(jī)工作電壓來調(diào)整發(fā)電機(jī)的扭矩需求，優(yōu)化汽車運行過程中的扭矩需求。當(dāng)汽車處于加速狀態(tài)時，系統(tǒng)降低發(fā)電機(jī)的工作電壓，從而降低發(fā)電機(jī)扭矩的扭矩需求，以此來保證有更多的能量提供給汽車加速。相反的，當(dāng)汽車處于減速行駛狀態(tài)時，可以提高發(fā)電機(jī)電壓，這樣系統(tǒng)就可以利用減速時多余的機(jī)械能來進(jìn)行電池充電。
在正常的電池充放電的情況下，如果傳感器探測到電池處于欠充電狀態(tài)時，主控單元會相應(yīng)調(diào)高發(fā)電機(jī)工作電壓，提高發(fā)電機(jī)的充電效率，進(jìn)行快速充電。當(dāng)電池電量處于飽和狀態(tài)時，則相應(yīng)調(diào)低發(fā)電機(jī)電壓，使發(fā)電機(jī)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，以避免對電池進(jìn)行不必要的過充電，從而減小所消耗的扭矩。這樣可以降低燃料消耗并保持充電狀態(tài)處于安全水平范圍內(nèi)，保證電池工作處于良性區(qū)間，延長電池壽命。
