锂电池管理系统的研究与实现 — 锂电池的原理特性及剩余电量研究

锂电池在充电中具有如下的特性：

(1)在充电前半段，电压是逐渐上升的。

(2)在电压达到4.2V后，内阻变化，电压维持不变。

(3)整个过程中，电量不断增加。

(4)在接近充满时，充电电流会达到很小的值。

经过多年的研究，已经找到了较好的充电控制方法：

(1)首先使用恒流进行充电，使电压基本达到4.2V.安全电流为小于0.8C.

(2)恒流阶段基本能达到电量的80%.

(3)转为恒压充电，电流逐渐减小。

(4)在电流达到较小的值(如0.05C )时，电池达到充满状态。

这种恒流-恒压的充电方式能很好的到达电池的充满状态，并且不损害电池，已经成为锂电池的主要充电方式。但是在电池电压己经很低的情况下，电池内部的锂离子活性减弱，如果此时用比较大的电流充电，也有可能对电池有损害。如同人在剧烈运动前要进行必要的热身活动一样，锂离子的活性也要逐步激活。可以在电池低压段采用脉动方式，有效激活电池电压到3.0V以上，然后采用恒流-恒压的充电方式，有效的保护电池。

锂离子电池具有很好的负载能力，它在不同电流时的放电特性如图：

(1)最大可安全的提供3C的放电电流。

(2)不同的放电电流对电压和电量的影响不同，能够输出的有效电量也相差很大。

(3)放电到3V左右，电池电量已经基本输出完毕。

根据放电特性，本文将研究采用合适的放电管理和保护技术实现对参数的动态管理。2锂电池剩余容量的研究

2.1影响电池剩余容量的因素

在电池的使用过程中电池容量受许多不确定因素的影响，因而如何根