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2022-05-24 点击量：483次
远程仪表设备由于其特殊的工作环境和工作方式对电池的要求非常高。它要求电池要有较长的持续供电能力，续航时间往往要达到1年甚至更长时间。锂离子电池由于其工作电压高、体积小、质量轻、能量密度大、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等众多优点而被广泛使用在长时间待机的远程监控仪表上。与镍氢电池相比，锂离子电池轻30%-40%，能量比却高60%。然而锂离子电池也有严重的缺陷，总结来说有以下两个方面：
（1）安全性
锂离子电池存在安全性差，时有发生爆炸等缺陷。尤其是钴酸锂为正极材料的锂离子电池不能大电流放电，安全性较差。此外，几乎所有种类的锂离子电池过度充电或过度放电都会引起电芯不可逆转的损伤。锂离子电池对温度也极为敏感：假如在温度过高的状况下使用，可能引起电解液分解、燃烧甚至爆炸；温度过低将导致锂离子电池的各项性能明显恶化，影响设备的正常使用。由于电池制作工艺的限制，每个电池单元的内阻、容量等均会存在差异。当多个电池单元串联使用时，会引起各个电芯的充放电速率不一致，这导致了电池容量的利用率低下。鉴于此，锂离子电池在实际使用过程中通常要专门的保护系统来监控电池的健康状态，从而管理锂离子电池的使用过程。图1显示了电解液分解后的锂离子电池。
图1电解液分解后的锂离子电池
（2）可维护性
锂离子电池低温下容量衰减和电量无法准确预测使得设备的可维护性较差。长期在线的仪表要定期更换电池，而远程监控设备工作站点分散，各个站点之间路途遥远，因此更换电池工作量巨大，成本高昂。为了减小维护的工作量，降低维护成本，要电池管理系统具有准确的电荷状态估算功能以准确掌握电池的电荷状态，更加有目的地进行电池更换工作；同时还要电池管理系统具有较低的自身功耗，以降低维护频率，延长电池的使用寿命。因此对长时间持续供电的远程监控仪表，合理地设计电池管理系统对设备的维护有着非常重要的意义。
然而，远程监控仪表的工作特点和锂离子电池的固有的特性使得研究出满足此类应用要求的电池管理系统变得相当困难。重要有以下几个因素：首先从远程测量仪表的工作特点来讲，为了降低功耗，远程测量仪表一般会周期性的进行休眠和唤醒，它的工作电流是动态变化的，唤醒阶段的工作电流远高于休眠状态，但唤醒阶段的工作时间却远小于休眠阶段；其次，锂离子电池的放电曲线十分平缓，重要电量都集中于3.6V电压以上，而随后，随着电压的进一步降低，电池电量开始急剧下降，远程仪表设备无法根据电池电压发出低电量报警；最后，锂离子电池的自放电率随温度的波动变化很大，对工作在野外的仪表设备来说，温度条件十分极端，进一步加大了电池电量预测难度。
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钜大特种锂离子电池工程研究中心是由东莞钜大电子有限公司兴建，并与中南大学、华南理工大学和东莞理工学院相关科研团队联合运营的特种锂离子电池产业化研发中心，研究中心秉持"以特殊环境、特殊用途和特殊性能的需求为导向，以产学研深度融合为创新驱动"的办院方针，力求满足用户独特的需要，从而为用户创造独特的价值。
