什么是數字化電池及相關(guān)技術(shù)
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從電池行業(yè)的第十個(gè)五年計劃得知，美、日、歐占全球電池市場(chǎng)的70％。消耗電池中，美國年人均達25只／人；日本年人均達20只／人。而中國年人均消耗電池不足7只。所以，電池在中國有很大的市場(chǎng)。中國的電池行業(yè)把重點(diǎn)放在了無(wú)汞堿錳電池、氫鎳動(dòng)力電池、鋰離子電池、全密封免維護鉛酸蓄電池、車(chē)用動(dòng)力電池、燃料電池、太陽(yáng)能電池的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)上。在部隊中，二次電池如鎘鎳、氫鎳蓄電池在大量裝備使用，軍用鋰離子蓄電池也在研制中，不久將裝備部隊，在未來(lái)一段時(shí)間內，將出現三種蓄電池并存的現象。到目前，只有極少數單位或研究機構在進(jìn)行數字化電池的研究開(kāi)發(fā)，只有幾種數字化電池研制品，還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出完整的數字化電池系統。因此，在我國二次電池數字化，具有很大的發(fā)展空間。同時(shí)，二次電池數字化后，人們在用數字化電池供電時(shí)，不至于在正常的工作中突然掉電而影響工作和造成一定的損失；可以合理或者說(shuō)更科學(xué)的使用電池，不會(huì )對電池過(guò)放電和過(guò)充電，可以有效的延長(cháng)電池的使用壽命；精確的顯示電池數據和給主機提供數據，可有效的對電池各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行相應的控制和處理；對電池的最終老化也會(huì )有告警提示；所以電池相應有了自珍斷能力；構成數字化電池系統就可以進(jìn)行遠程監視電池的使用，并利用可靠的數據進(jìn)行高效的能源管理。因而，數字化電池也具有很高的推廣應用價(jià)值。
著(zhù)名的PowerSmart公司列舉了推行數字化電池的十大理由：
(1)防止電池的意外損失及掉電；
(2)增強電池使用壽命（提高30%）；
(3)更精確的指示充電狀態(tài)，運行殘留時(shí)間及定期全充要求等；
(4)通過(guò)全方位監視由于環(huán)境、老化及磨損等因素引起的電池狀態(tài)變化，提供一個(gè)高效先進(jìn)的告警系統；
(5)使得電池具有預測電池性能及診斷的能力；
(6)保證電池控制智能充電以獲得每次充電的飽和度以及最小化的過(guò)充等；
(7)提高循環(huán)壽命；
(8)利用由電池提供的精確信息獲得的高效能源管理系統；
(9)獨立設計化學(xué)電池；
(10)允許遠程監視電池狀態(tài)。
4 數字化電池的相關(guān)技術(shù)
由于數字化電池內置智能芯片，通過(guò)與智能化充電機數據交換，可實(shí)現電池型號識別，剩余容量及循環(huán)次數顯示等功能，大大提高了電池的性能和使用壽命。智能化鎘鎳蓄電池系列、智能化氫鎳蓄電池系列及智能化鋰離子蓄電池系列將是重要發(fā)展方向。但智能化與非智能化的鎘鎳蓄電池系列和氫鎳蓄電池系列將會(huì )并存一段時(shí)期，直至智能化電池完全取代非智能化電池。因此，對數字化電池的開(kāi)發(fā)應盡早著(zhù)手，以盡可能地提高我國電池工業(yè)水平，做到與國外同步。通過(guò)大量查閱國外數字化電池研究相關(guān)資料，并與有關(guān)專(zhuān)家及生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行研討，筆者認為數字化電池的研究開(kāi)發(fā)應著(zhù)眼于以下方面：
?。?）數字化電池的相關(guān)標準。國外數字化電池己初步形成了某些行業(yè)標準，比如，數字化電池與其它控制設備的通信協(xié)議。我們的數字化電池要具有兼容性，就要充分了解有關(guān)標準協(xié)議，若能制定出我們自己的完善的體制標準，就會(huì )更有利于我國數字化電池的開(kāi)發(fā)研制和形成系列產(chǎn)品。如果有統一的數字化協(xié)議，電池制造商則可以自行開(kāi)發(fā)或委托其他公司開(kāi)發(fā)數字化電池，投入少、見(jiàn)效快，同時(shí)也成為電池產(chǎn)品提高了附加值。統一的電池數字化協(xié)議將有助于他們減少產(chǎn)品品種，相對提高產(chǎn)量，降低產(chǎn)品售價(jià)。統一的電池數字化協(xié)議將使各有關(guān)廠(chǎng)商受益，在市場(chǎng)上實(shí)現多贏(yíng)的局面。
?。?）鎘鎳、氫鎳蓄電池及鋰離子蓄電池等電池的特性研究。只有對這些電池的特性有了詳細的了解，我們才能夠對其各種性能指標進(jìn)行檢測和控制，為電池的數字化提供第一手資料，同時(shí)，也可以為智能化充電控制器等相關(guān)電子設備的設計開(kāi)發(fā)提供借鑒。
?。?）數字化電池的動(dòng)態(tài)數據采集處理技術(shù)。主要對電池電壓、電流、溫度等數據進(jìn)行采集，進(jìn)行數字量化處理后，得出精確的電壓、容量、內阻、溫度數據在LCD上顯示或用于通信傳輸。
?。?）數據通信技術(shù)。數據通信是實(shí)現電池數字化的一項重要內容，現有的國外數字化電池的通信其標準是：SMBus V2.0。電池的動(dòng)態(tài)數據經(jīng)過(guò)處理后，按標準格式通過(guò)傳送驅動(dòng)程序通過(guò)接口與其它電子設備（或者主機）的CPU進(jìn)行源源不斷的數據傳輸，如果是數字化電池系統，主機就可以根據電池的當前狀況采取相應的措施。
?。?）數字化電池的智能化充電控制技術(shù)。與數字化電池相配套的智能充電技術(shù)必須能夠與數字化電池進(jìn)行通信和實(shí)現自動(dòng)快速充電控制。目前，先進(jìn)的充電器已實(shí)現數字化、智能化，充電器的各種操作均由微處理器完成，能夠實(shí)現電池種類(lèi)判斷、根據用戶(hù)要求選擇充電電流、多種充滿(mǎn)判定方式、多種保護措施、電池的充電容量顯示、多路電池同時(shí)或順序充電、電池充滿(mǎn)的聲光提示等功能，充電方式可以是恒流、恒流恒壓并輔以下拉負脈沖的方式，可以增加電池的維護功能，通過(guò)對電池的維護提高電池的壽命，并且可以用為交流適配器直接給移動(dòng)電子設備供電。
5 結束語(yǔ)
數字化電池是二次電源開(kāi)發(fā)應用的一個(gè)嶄新的課題，數字化電池的優(yōu)點(diǎn)也是其它非數字化電池所不能比擬的，它的研究開(kāi)發(fā)和推廣應用，不僅會(huì )給電池行業(yè)注入新的活力，更會(huì )對人們的生產(chǎn)和生活提供很多方便，具有重要的現實(shí)意義。
參考文獻
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