1、鋰離子電池

鋰離子電池指由正極、負極、隔膜、電解液四大主要材料和外殼制成的電池。其中正極和負極材料必須能夠可逆的嵌入和脫嵌鋰離子，隔膜必須是鋰離子導(dǎo)通而電子絕緣，電解液必須是鋰離子溶液。

通常正極材料里是一個過渡元素發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而金屬鋰和碳負極是金屬鋰發(fā)生氧化還原反應(yīng)。充放電過程，鋰離子在電池內(nèi)部正負極之間來回轉(zhuǎn)移，電池在外電路移動。有人形象地把這種鋰離子轉(zhuǎn)移過程成為搖椅，而將鋰離子電池稱為搖椅式電池。

鋰離子電池正極材料一般采用嵌鋰過渡金屬氧化物，如Ni、Co、Mn的嵌鋰氧化物。負極材料則要選擇電位盡可能接近金屬鋰的嵌鋰化合物，如各種碳材料、SnO、SnO2、硅合金等。

電解液普遍使用報告LiPF6的溶液，溶質(zhì)為有機物，常用的有乙烯碳酸酯（EC）、丙烯碳酸酯（PC）和低密度二乙烯碳酸酯（DEC）等；隔膜主要由烯烴類聚合物制成多孔復(fù)合膜；外殼材料有鋼、鋁、塑料、鋁塑膜等。

鋰離子電池典型參數(shù)有：容量、內(nèi)阻、電壓；鋰離子電池特性參數(shù)有：循環(huán)壽命、放電平臺、自放電率、溫度性能、儲存性能等。鋰離子電池安全測試有：過充、短路、針刺、跌落、浸水、低壓、振動等。

鋰離子電池比較嬌貴，其充放電是一個多變量、非線性復(fù)雜的電化學(xué)過程，如果不能滿足其充放電的條件要求，很容易出現(xiàn)壽命快速下降、性能降低、起火、爆炸等事件，因為鋰離子電池對于溫度、電壓、電流等很敏感。

2、電池管理系統(tǒng)的發(fā)展

早期的電池管理系統(tǒng)有：德國1991年開始設(shè)計的BADICHEQ和BADICOaCH系統(tǒng)，美國通用汽車EV1使用的電池管理系統(tǒng)，美國AC Propulsion 公司開發(fā)的名為BatOPt的高性能電池管理系統(tǒng)。

國內(nèi)***早主要是一些高校依托自己的科技優(yōu)勢聯(lián)合一些大的汽車和電池生產(chǎn)商進行了一些研究工作，清華大學(xué)為EV-6568輕型電動客車配套了電池管理系統(tǒng)、同濟大學(xué)和北京星恒合作開發(fā)了鋰離子電池管理系統(tǒng)、春蘭研究院開發(fā)了HEV-BMS系統(tǒng)、北京理工和北方交通大學(xué)等依托國家863計劃電動汽車重大專項子課題，也開發(fā)了有特色的電池管理系統(tǒng)。隨著電動汽車市場的啟動，許多商業(yè)化的產(chǎn)品都獲得了大批量的應(yīng)用。

3、電池管理系統(tǒng)研究內(nèi)容

首先，要研究電池管理系統(tǒng)，一般研究單片機為核心，車載網(wǎng)絡(luò)為分布系統(tǒng)。然后研究傳感，因為需要檢測電池的參數(shù)。一般檢測電壓、電流、溫度。數(shù)據(jù)和控制的傳輸需網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，一般用CAN網(wǎng)絡(luò)。執(zhí)行機構(gòu)，通過顯示屏、繼電器、風扇、泵、電機等來實現(xiàn)。

有了管理的實現(xiàn)系統(tǒng)，需要管理的運行系統(tǒng)。對電池的管理，分為放電、充電和靜置三種過程。靜置涉及到溫度、安全的管理。充電涉及到充電參數(shù)的配置，充電過程的監(jiān)控，充電過程的溫度、電壓、電流的保護。放電過程涉及到輸出功率的管理，用電規(guī)劃的管理，使用過程電壓、電流、溫度的管理。

充電放電靜置都會需要參考同一個參數(shù)，就是剩余可用電量，也叫荷電狀態(tài)（SOC，state of Charge）。鋰離子電池的放電過程是很復(fù)雜的電化學(xué)過程，受到很多因素的影響，剩余電量的估算十分困難，困難主要來自如下幾個方面：

一是電池的容量不固定，在wq相同的經(jīng)歷和狀態(tài)參數(shù)下，電池的容量不是固定的；二是電池老化無法確定，電池的老化無法******的隨時標定，電池組內(nèi)的分散程度也無法******隨時標定；三是使用過程的隨機性。文獻對于各種SOC的估算方法進行了介紹。

鋰離子電池組在使用過程中，即使單節(jié)電池的性能再優(yōu)越，單體之間也存在不一致，電池組在使用過程中也會使其特性產(chǎn)生變化，目前對電池組在使用過程中單體間出現(xiàn)分散性的現(xiàn)象，并無有效的解決辦法，因此需要外部來解決各單節(jié)鋰電池在電池組中的平衡問題。

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