电动汽车电池剩余电量SOC估计算法的研究(3)
通常情况下，电池满状态用SOC=100%来表示，电池完全放电状态用SOC=0%来表示。SOC是不能从电池本身得到的，而需要通过测量电池的一些参数来获取，例如：电流、电压、内阻以及老化程度等。
1.3 电动汽车动力电池SOC国内外研究现状
1.4 论文的研究内容
本文的研究对象是磷酸铁锂离子电池。本文深入研究了磷酸铁锂电池的工作特性，从最基本的单体电池工作原理和实际结构入手，深化对电池工作状态的理解；然后研究磷酸铁锂电池的充放电特性；结合参考文献及相关书籍提出合理可行的电池剩余电量估计算法。本文对新的方法进行了matlab仿真，为进一步的研究提供了参考。
2 锂离子电池的性能分析
2.1锂离子电池简介
为了防止大家产生概念上的混淆，下面对其作出相关解释：
（1）锂电池：负极材料为金属锂的电池；
（2）锂离子聚合物电池：以锂离子聚合物来代替有机溶剂的电池；
（3）锂离子电池：依靠锂离子在电池里的转移来进行工作的电池。
2.2锂离子电池的优缺点
锂离子电池是一种可充电电池，广泛用于手机、电脑以及电动汽车等[7]。下面对锂离子电池的优缺点做出介绍。
锂离子电池的优点：
（1）锂离子电池的能量密度大，以所占空间计算，大概可达到1~2kJ/cm³。以质量计算，大概可以达到540~720KJ/kg；
（2）开路电压大约是3~4V；
（3）锂离子电池的输出功率大，一般可以达到450~1650W/kg：
（4）锂离子电池的自放电速率较慢；
（5）锂离子电池的充放电速率较高；
（6）锂离子电池可以随时进行充放电，即使电池容量没有全部释放。锂离子电池的无记忆效应大大方便了人们的使用；
（7）锂离子电池工作温度范围较大，可以在-20℃~-60℃之间正常工作[8。]
锂离子电池的缺点：
使用时间长了之后，锂离子电池的内阻会越来越大，锂离子的容量会减小，出现电池老化现象。锂离子电池的老化速度与电池的工作温度有关，具体表示如下：
表2-1 温度与容量衰减的关系
温度
存储温度
充电电量 40%~60% 100%
0℃ 2%/年 6%/年
25℃ 4%/年 20%/年
40℃ 15%/年 35%/年
60℃ 25%/年 80%/年
锂离子电池在过充电时，部分锂离子会永久嵌入晶格，无法释放，电池的使用寿命会缩短。因此，锂离子电池的耐充性能较低：
锂离子电池在过放时，部分锂离子脱离晶格，使得晶格坍塌，电池使用时间缩短。因此，锂离子电池的耐放电性能差[9]。
锂离子电池在错误使用时可能发生安全事故。因此，在设计过程中，必须考虑到锂离子电池的安全保障问题。
2.3 锂离子电池的性能参数
2.3.1 电池容量
电池的容量定义为：在给出的放电倍率下，电池可以释放出的电量，单位一般是安时（Ah）或毫安时（mAh）。而容量的概念又细分为理论容量、额定容量、实际容量三个方面。
理论容量是根据电池内所包含的发生电化学反应的活性物质的质量，按照法拉第电解定律算得的电池可释放的最高电量的理论值。从理想情况来看，1g电化学反应物可以释放出1法拉第电量，即96500C或26.8Ah。
额定容量指当电池为充满电的状态，在标准使用环境下以规定的放电倍率（通常按照电池设计的应用场合而定）进行放电，电池所能释放电量的最小值。一般来说，额定容量会标识在包装上。