锂电池充放电理论及电量计算法设计研究分析.docx

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锂电池充放电理论及电量计算法设计研究分析

锂电池充放电理论及电量计算法设计研究分析

1.锂离子电池介绍

1.1荷电状态（State-Of-Charge；SOC）

荷电状态可定义为电池中可用电能的状态，通常以百分比来表示。

因为可用电能会因充放电电流，温度及老化现象而有不同，所以荷电状态的定义也区分为两种：

绝对荷电状态（AbsoluteState-Of-Charge；ASOC）

相对荷电状态（RelativeState-Of-Charge；RSOC）。

通常相对荷电状态的范围是0%-100%，而电池完全充电时是100%，完全放电时是0%。

绝对荷电状态则是一个当电池制造完成时，根据所设计的固定容量值所计算出来的的参考值。

一个全新完全充电电池的绝对荷电状态是100%；而老化的电池即便完全充电，在不同充放电情况中也无法到100%。

下图显示不同放电率下电压与电池容量的关系。

放电率愈高，电池容量愈低。

温度低时，电池容量也会降低。

图一、不同放电率及温度下电压与容量之关系

1.2最高充电电压（MaxChargingVoltage）

最高充电电压和电池的化学成分与特性有关。

锂电池的充电电压通常是4.2V和4.35V，而若阴极、阳极材料不同电压值也会有所不同。

1.3完全充电（FullyCharged）

当电池电压与最高充电电压差小于100mV，且充电电流降低至C/10，电池可视为完全充电。

电池特性不同，完全充电条件也有所不同。

下图所显示为一典型的锂电池充电特性曲线。

当电池电压等于最高充电电压，且充电电流降低至C/10，电池即视为完全充电。

图二、锂电池充电特性曲线

1.4最低放电电压（MiniDischargingVoltage）

最低放电电压可用截止放电电压来定义，通常即是荷电状态为0%时的电压。

此电压值不是一固定值，而是随着负载、温度、老化程度或其他而改变。

1.5完全放电（FullyDischarge）

当电池电压小于或等于最低放电电压时，可称为完全放电。