1. 论文研究背景及意义

随着传统汽车工业的发展，不断加深了全球性的能源危机以及环境的严重污染，因此“节能环保”已经成为了全世界关注的主要社会问题。近年来，全球石油存储量急剧下降，石油价格不断飙升以及由传统汽车尾气排放所导致的大气污染问题，寻找一种能够替代传统汽车的产品已经迫在眉睫。低排放、节能、高效的新能源汽车成为探索的焦点。其中，新能源汽车的种类主要有纯电动汽车（Pure Electric Vehicle）、太阳能电动汽车（Solar Cell Electric Vehicle）、混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle）以及燃料电池汽车（Fuel Cell Electric Vehicle）。

电动汽车（EV）因其没有尾气排放，噪声低，具有能量回馈系统提高能源利用率，热效率高，结构简单等诸多优势成为各国政府以及汽车企业关注的焦点。因此发展电动汽车是解决能源危机以及环境问题的最佳方案。为了推动电动汽车的发展以及普及，我国科技部也为此制定了863电动汽车重大专项。

锂电池具有比能量大、循环寿命长、自放电率低、无污染等优点而被广泛应用在各个领域。目前，电动自行车、混合动力汽车以及全电动汽车对电池功率和容量提出了新的要求，电动车辆的普及严重依赖于蓄电池能量的储存能力。锂电池使用过程中具有很高的库伦效率，并且随着锂电池价格下降，将使其在电动车领域占有巨大市场。另外，锂电池已经更加广泛的应用在各种便携式设备之中，例如手机、便携式计算机等。鉴于锂电池的优点和广泛应用，各国对锂电池研制投入了大量精力和人力，锂电池已经成为各国研究的热点。

锂电池整个用电系统的可靠性与锂电池的性能指标密切相关，因此系统除了需要提高电池的本身性能以外，也需要通过不断地改进电池使用管理技术来提高电池的供电效率、延长电池的供电时间以保证整个系统能够正常运行。这样一来，便携式电子产品终端设备的迅猛发展大大促进了电池技术的更新换代。电池在使用过程中，很多不确定的内部或外部因素的存在都可能会导致其性能下降从而影响整个用电系统正常工作。在给电池充电时，人们想知道“电池什么时候才算充满电”；在电池工作过程中，人们又比较关心“电池还能用多久”。这两个问题归根到底是“电池荷电状态”的确定问题。电池的荷电状态可以用剩余容量来表示，剩余容量越高，系统性能就越稳定可靠。所以，要保证锂电池在使用过程中工作在最佳状态必须实时地了解电池在线状态信息（尤其是要能够精确测量电池的剩余容量）和各性能参数，从而及时采取有效措施以延长电池使用寿命、降低系统运行成本。

1. 国内外现状与发展趋势

由于世界范围石油资源匮乏与环境污染加剧，各种车辆能源结构的调整已成为全球关注和研究的热点。电动车代表了新一代环境协调型交通工具的发展方向，车用动力电池也将对21世纪的能源结构产生重大和深远的影响。

电池是电动汽车的动力源，当前与电动汽车相关的研究热点有许多，其中电动汽车电池技术被视为最主要的难关。电池的好坏一方面决定着电动汽车的成本，另一方面决定着汽车的行驶里程，这两方面是电动汽车与传统燃油汽车区别竞争的关键，因此开发出性价比高的动力电池对电动汽车的未来发展至关重要。尤其是在纯电动车上，蓄电池作为其唯一的动力源，地位更加重要。

为满足纯电动车的动力性能、使用安全性以及经济性的要求，先进的动力电源系统原则上需要具备以下特点：

(1)比能量高。使用比能量高的电池体系有助于降低动力电池的质量和体积，提高电动汽车的有效载荷，乃至它的一次充电续航里程。

(2)比功率大。比功率越高，单位时间内电池的输出能量越大，电动汽车的加速性能越优越。