1)安全性

鋰離子電池存在安全性差，時有發(fā)生爆炸等缺陷。尤其是鈷酸鋰為正極材料的鋰離子電池不能大電流放電，安全性較差。此外，幾乎所有種類的鋰離子電池過度充電或過度放電都會引起電芯不可逆轉(zhuǎn)的損傷。鋰離子電池對溫度也極為敏感：假如在溫度過高的狀況下使用，可能引起電解液分解、燃燒甚至爆炸;溫度過低將導(dǎo)致鋰離子電池的各項(xiàng)性能明顯惡化，影響設(shè)備的正常使用。由于電池制作工藝的限制，每個電池單元的內(nèi)阻、容量等均會存在差異。當(dāng)多個電池單元串聯(lián)使用時，會引起各個電芯的充放電速率不一致，這導(dǎo)致了電池容量的利用率低下。鑒于此，鋰離子電池在實(shí)際使用過程中通常要專門的保護(hù)系統(tǒng)來監(jiān)控電池的健康狀態(tài)，從而管理鋰離子電池的使用過程。

(2)可維護(hù)性

鋰離子電池低溫下容量衰減和電量無法準(zhǔn)確預(yù)測使得設(shè)備的可維護(hù)性較差。長期在線的儀表要定期更換電池，而遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備工作站點(diǎn)分散，各個站點(diǎn)之間路途遙遠(yuǎn)，因此更換電池工作量巨大，成本高昂。為了減小維護(hù)的工作量，降低維護(hù)成本，要電池管理系統(tǒng)具有準(zhǔn)確的電荷狀態(tài)估算功能以準(zhǔn)確掌握電池的電荷狀態(tài)，更加有目的地進(jìn)行電池更換工作;同時還要電池管理系統(tǒng)具有較低的自身功耗，以降低維護(hù)頻率，延長電池的使用壽命。因此對長時間持續(xù)供電的遠(yuǎn)程監(jiān)控儀表，合理地設(shè)計電池管理系統(tǒng)對設(shè)備的維護(hù)有著非常重要的意義。

然而，遠(yuǎn)程監(jiān)控儀表的工作特點(diǎn)和鋰離子電池的固有的特性使得研究出滿足此類應(yīng)用要求的電池管理系統(tǒng)變得相當(dāng)困難。鋰離子電池生產(chǎn)廠家有以下幾個因素：首先從遠(yuǎn)程測量儀表的工作特點(diǎn)來講，為了降低功耗，遠(yuǎn)程測量儀表一般會周期性的進(jìn)行休眠和喚醒，它的工作電流是動態(tài)變化的，喚醒階段的工作電流遠(yuǎn)高于休眠狀態(tài)，但喚醒階段的工作時間卻遠(yuǎn)小于休眠階段;其次，鋰離子電池的放電曲線十分平緩，重要電量都集中于3.6V電壓以上，而隨后，隨著電壓的進(jìn)一步降低，電池電量開始急劇下降，遠(yuǎn)程儀表設(shè)備無法根據(jù)電池電壓發(fā)出低電量報警;最后，鋰離子電池的自放電率隨溫度的波動變化很大，對工作在野外的儀表設(shè)備來說，溫度條件十分極端，進(jìn)一步加大了電池電量預(yù)測難度?，F(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)難以適應(yīng)這些功能和性能要求，本課題正是基于上述背景而提出的。