毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
1992年索尼公司发布首个商用锂离子电池。随后，锂离子电池革新了消费电子产品的面貌，越来越多的便携式电子设备进入人们的生活。锂离子电池是一种充电电池, 它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li 从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。它有着普遍的优点，如开路电压高，输出功率大，无记忆效应使用维护简便，低自放电，工作温度范围宽，充、放电速度快等。因此，锂离子电池广泛应用于消费电子产品、军用产品、航空产品等。我们的生活中到处可见锂离子电池的身影
锂电池的广泛使用，由此带来一个新的课题。为了提高电池的使用率及全面掌握电池的状态，大多数设备在使用中需要显示电池的剩余电量信息，通过对电池电量的科学检测，以供使用者明确电池的工作状态，合理安排电池的充放电时间，有效延长电池的使用寿命。而微处理器技术的迅速发展与电池电量检测方法的不断改善，为提高锂离子电池电量检测系统的性能和降低其制造成本提供了可能。
在电池放电过程中，电池电压与剩余电量、工作时间之间并不是线性关系，所以并不能简单地采用电压采样、函数计算剩余电量。锂电池的电量检测，最早应用的方法是通过监视电池开路电压来获得剩余容量。这是因为电池端电压和剩余容量之间有一个确定的关系，测量电池端电压即可估算其剩余容量。这种方法的局限是：（1）对于不同厂商生产的电池，其开路电压与容量之间的关系各不相同。（2）只有通过测量电池空载时的开路电压才能获得相对准确的结果，但是大多数应用都需要在运行中了解电池的剩余容量，此时负载电流在内阻上产生的压降将会影响开路电压测量精度。而电池内阻的离散性很大，且随着电池老化这种离散性将变得更大，因此要补偿该压降带来的误差将十分困难。综上所述，通过开路电压来实时估算电池剩余容量的方法在实际应用中无法达到足够的精度，只能提供一个大致的参考值。
另一种大量应用的方法是通过测量流入/流出电池的净电荷来估算电池剩余容量，一般称为电池电量计的检测方法，这种方法对流入/流出电池的总电流进行积分，得到的净电荷数即为剩余容量。电池容量可以预置，也可在后续的完整充电周期中进行学习。在补偿电池自放电、不同温度下的容量变化等因素后，这种方法可以获得令人满意的精度。
简单介绍一下其工作原理
简化的电池电量计如图1所示。其中，RSNS为mΩ级检流电阻，RL为负载电阻。电池通过开关、RSNS对RL放电时的电流IO在RSNS两端产生的压降为VS(t)=IO(t)RSNS。电量计持续检测RSNS两端的压差VS，并将其通过ADC转换为N位的数字量Current(简称CR)，之后以时基确定的速率进行累加，M位累加结果Accumulated_Current(简称ACR)的单位为Vh(伏时)。对量化后的VS进行累加相当于对其进行积分，结果为：
电池电量。因此，将ACR值除以检流电阻RSNS的阻值即得到以Ah(安时)为单位的电池容量。ADC转换结果和累加后的结果都带有符号位，按照图1中的连接方式，充电时CR为正，ACR递增；放电时CR为负，ACR递减。外部微控制器可以读取CR和ACR值，经过换算得到真实的充放电电流和电量值。
