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学院：信息与电子学院专业：电子信息类班号：05011506

选题题目

项目研究报告

锂电池电池电量测量优化

学号：1120151250 姓名：杨依明电子邮件：841884639@

摘要

“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。

关键词：

锂电池，SOC，精确测量

中图分类号：

论文类别：（ A ）

A、自然科学类学术论文；

B、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文；

C、科技发明制作

项目研究类别：（ B ）

A、机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等）；

B、信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等）；

C、数理（包括数学、物理、地球与空间科学等）；

D、生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健康、卫生、食品等）；

E、能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化工、生态、环保等）；

F、哲学；

G、经济；

H、社会；

I、法律；

J、教育；

K、管理；

L、其它。

1 项目概述（一级标题小三号黑体加粗）

1.1 立项依据（二级标题四号黑体加粗）

随着如今智能设备的普及，锂电池在人们的生活中扮演者越来越重要的角色，对锂电池电池电量精确测量的要求也越来越高。

而现今一般认为电池的电流、电压、内阻以及温度等几个外部参数能够在一定程度上估算出电池的SOC。近几十年国内外学者也提出过不少算法。如开路电压法、恒流电压法、安时积分法、神经网络法、卡尔曼滤波法等。这些方法各有优缺点，但都不够理想。有些方法实现起来太过复杂或者成本过高（如神经网络法、卡曼滤波法等），有些误差过大难以运用于实际生产当中（如开路电压法、电压负载法等），没有一种方法能够同时有效解决精度与实际应用的问题。

所以我们计划通过深入分析、比较、借鉴、优化前人的研究成果，通过理论分析与实验提出一种新的SOC估测方法，来更好地解决精度与实际应用的问题。

1.1.1 项目研究或论文选题的目的及意义（三级标题小四号黑体加粗）

设计出一种更先进更精确更加行之有效的办法来实现对电池电量更精确的测量，从而使各种电子设备的电量安排更加智能更加合理。

1.1.2 国内外现状分析

现今普遍使用SOC（State of Charge）描绘锂电池剩余电量。SOC的大小直接反映了电池中剩余电量的多少。随着智能设备（如智能手机、智能穿戴设备等）的普及，对电池电量的精确估计显得越来越重要。

现今一般认为电池的电流、电压、内阻以及温度等几个外部参数能够在一定程度上估算出电池的SOC。近几十年国内外学者也提出过不少算法。如开路电压法、恒流电压法、安时积分法、神经网络法、卡尔曼滤波法等。这些方法各有优缺点，但都不够理想。有些方法实现起来太过复杂或者成本过高（如神经网络法、卡曼滤波法等），有些误差过大难以运用于实际生产当中（如开路电压法、电压负载法等），没有一种方法能够同时有效解决精度与实际应用的问题。

1.1.3 相关文献综述

文献从智能化、电路设计、优化改进等方面阐述该无线充电系统的科学性。

1.2 项目介绍

1.2.1 项目研究内容

锂电池电池电量优化

1.2.2 研究目标

更加精确地对电池电量（SOC）进行测量。

1.3 拟解决的关键问题

同时有效解决电池电量测量的精度与实际应用的问题

1.3.1 技术关键

SOC估计，电路设计，算法设计

1.3.2主要技术指标

a．电池寿命

b．电池内阻

c．环境温度

d．电池电压

e．电路电流

1.4 预期成果

通过深入分析、比较、借鉴、优化前人的研究成果，通过理论分析与实验提出一种新的SOC估测方法，来更好地解决精度与实际应用的问题。

1.4.1 成果形式

公开发表论文以及制作模型

□实物、产品；√□模型；□图纸；□磁盘；□现场演示；□图片；□录像；□样品。

1.4.2 知识产权

均为作者本人

2 项目执行方案

2.1 拟采取的研究方法

算法设计：设计更为行之有效的测量算法；

理论分析：电路分析，计算；

模型搭建，测试改进。

2.2 技术路线（或实施方案）

Candence Capture CIS电子设计平台具有操作方便、设计清晰等特点，而且同时集成了DRC的电气检查，易于查找问题。电池电量测量的硬件电路主要利用Candence Capture CIS 进行电路原理图设计。

2.3 可行性分析

实现的可能性：可行；

可操作性：操作性较好；

可能存在的问题：温度的控制不到位，充电时不可避免的升温

2.4 项目特色与创新之处

低成本，测量结果精确稳定

2.4.1该项目的主要贡献(创新部分)

主要在于在较低成本下进行可行的电池电量精确测量。

2.4.2 论文工作的创新性

论文填补理论研究空白的程度；运用新视角、新方法进行探究的力度；独到见解与研究的原创性；提出技术、方法修正或发展已有理论或技术等情况。

2.4.3 预期研究成果的展示说明

√□实验室阶段；□中试阶段；□生产阶段

预期该电池电量测量方法具有在较低成本下进行电池电量精确测量的能力，可以在一定程度上降低电子设备的生产成本和一定程度上提高电子设备的工作效率。

2.4.4 项目研究及论文成果和学术影响

论文及研究工作的创新性体现在国内外学术刊物、会议上发表与学位论文相关的文章或出版专著、获奖和专利的情况；论文成果的社会效益；论文成果的实用价值或政策意义。

无出版、获奖情况。实用价值：提高对锂电池电量的检测精确度并且降低测量成本，使电子设备对电池电量的规划更加精确可靠，提高电子设备工作的稳定程度。

2.5已有的研究基础

暂无

2.5.1 对自身研究创新能力的具体评价：

对于产品的发展空间或局限性有一定的认识，但是缺乏扎实的基础和开阔的视野，因而并不能有打破格局的创新；可以扎实地研究。

目前水平：一定的编程能力，基本的电路分析能力，数学能力。

2.5.2 已经完成的主要工作

集体项目中自身的工作分工：文献检索；电路模型的建立；器件清单列表。

2.6 进一步完善该项目的设想

会在接下来的时间里全力进行该项研究。

3 研究进度安排与经费预算

（金额单位：元）