锂离子电池性能参数的优势分析

锂离子（Li-ion）电池：具有高能量密度而且重量轻。当今锂电池以单位重量的最大电化学势能和最高能量密度而处于电池的中心位置。锂离子电池是安全的，它在充电和放电时能提供一定的安全措施。其能量密度是标准NiCd电池的2倍。另外，它具有高容量，其负载特性是相当好的，放电特性类似于NiCd。它相当高的电池电压（2.7~4.2V）使得很多Li-ion电池组只有一个电池组成。寿命为300充电/放电周期，在500周期为50%容量。然而，Li-ion电池需要保护电路，保护电路在充电期间限制每个电池的峰值电压，并阻止放电时电压下降太低。保护电路不仅限制最大充电和放电电流，而且监控电池温度。在处理和测试Li-ion电池时应小心短路、过充电、压碎、敲击、损坏、穿入、反向极性、暴露在高温或折开电池。

只用带设计有保护电路的Li-ion电池。

电池（battery）指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。

电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。电动势等于单位正电荷由负极通过电池内部移到正极时，电池非静电力（化学力）所做的功。电动势取决于电极材料的化学性质，与电池的大小无关。电池所能输出的总电荷量为电池的容量，通常用安培小时作单位。在电池反应中，1千克反应物质所产生的电能称为电池的理论比能量。电池的实际比能量要比理论比能量小。因为电池中的反应物并不全按电池反应进行，同时电池内阻也要引起电动势降，因此常把比能量高的电池称做高能电池。电池的面积越大，其内阻越小。

电池的能量储存有限，电池所能输出的总电荷量叫做它的容量，通常用安培小时作单位，它也是电池的一个性能参数。电池的容量与电极物质的数量有关，即与电极的体积有关。

实用的化学电池可以分成两个基本类型：原电池与蓄电池。原电池制成后即可以产生电流，但在放电完毕即被废弃。蓄电池又称为二次电池，使用前须先进行充电，充电后可放电使用，放电完毕后还可以充电再用。蓄电池充电时，电能转换成化学能；放电时，化学能转换成电能的。

锂聚合物（Li-Pol）电池：能量密度与Li-ion电池类似，但使用较安全，并且有较好的封装灵活性。Li-Pol电池与Li-ion不同的地方是制造坚固性、安全性和薄外形几何形状。不像Li-ion电池那样，不存在易燃性的危险。因为Li-Pol的电极是叠层式的。

一些电池组包含一个集成IC保护电路。此IC防止可能导致过热的大电流。锂离子电池组中的电池需要单独的电压监控。串联连接的电池越多，其保护电路就越复杂。注意：不要放电低于2.5V的锂基电池，不然，就切断电池的保护电路。

所有的电池都会自放电。自放电对于镍基电池是最显着的。通常在充电之后的第一个24小时，镍基电池放电其容量的10%~15%，其后的放电率是每月10%~15%。Li-ion自放电在第一个24小时大约为5%，其后为1%~2%。

随着汽车技术的发展，车载电子设施及娱乐设施越来越多。一方面这些电子系统增加了车用能量的压力，一般情况下，在耗电1kW的情况下，每行驶100km需要消耗0.7～1.2L的汽油，而能源正面临着越来越短缺的形势；另一方面也使得由于电子系统溃电导致的汽车不能启动事例成为启动失败的主要原因。

与此同时，汽车数量还在不断增加，而排放污染也成为全世界最为关注的问题之一。目前欧洲已经出台关于限制CO2排放的法规，根据法规规定，从2012年到2015年，汽车的CO2排放量必须从现在的160g/km减少到120～125g/km。预计到2020年，汽车的CO2排放量将不超过95g/km。这项法规使得汽车制造商在将来的汽车设计时必须考虑降低CO2排量，否则将面临高额罚款。因此，目前我们急需寻求降低CO2排量和节约能量的解决方案。

电池状态探测及充放电优化

采用电子能源管理系统，通过集成在电池传感器中的电池状态监测算法能够适时监测电池状态。相应地还可以在主控单元的控制系统中设置电池及传感器工作策略，设置电池的工作区间，根据当前电池充电状态、电池温度及车辆行驶状况，可采用相应的策略控制发电机。及时对电池进行充电。在此过程中，整车能源供应处于完全闭环控制状态，从而保证了整车的能源供应，优化了整车能源管理，保证了引擎再次启动所需的最小电流，避免了由于电池溃电所引起的车辆不能再次启动问题。

发电机工作电压动态控制

同时，电子能源管理系统还能够利用可控交流发电机来动态改变发电机的工作电压设定，来优化发动机扭矩分布及整车能源管理。

传统的发电机控制不能利用多余的机械能，工作电压也不可控。当汽车在加速运行过程中，需要较高扭矩时，传统的发电机仍会消耗较大的发动机扭矩，而电子能源管理系统可以通过动态控制发电机工作电压来调整发电机的扭矩需求，优化汽车运行过程中的扭矩需求。当汽车处于加速状态时，系统降低发电机的工作电压，从而降低发电机扭矩的扭矩需求，以此来保证有更多的能量提供给汽车加速。相反的，当汽车处于减速行驶状态时，可以提高发电机电压，这样系统就可以利用减速时多余的机械能来进行电池充电。

在正常的电池充放电的情况下，如果传感器探测到电池处于欠充电状态时，主控单元会相应调高发电机工作电压，提高发电机的充电效率，进行快速充电。当电池电量处于饱和状态时，则相应调低发电机电压，使发电机处于空转状态，以避免对电池进行不必要的过充电，从而减小所消耗的扭矩。这样可以降低燃料消耗并保持充电状态处于安全水平范围内，保证电池工作处于良性区间，延长电池寿命。