背景介绍
电源作为能量存储容器，在日常生活中具有广泛的应用，例如：新能源汽车、手机电脑以及可穿戴设备等，如何提高电池的安全性能，降低电源输出电压的波动幅度，于此同时如何进一步的提高电池的使用效率和寿命，是电池管理系统（BMS）的核心要素；本推文对可穿戴设备相关的电源模块进行归纳汇总，并且附件中对BMS系统进行了简要的介绍，具体内容如下~
图a表述为纽扣电池盒整体外观示意图；图b-c分别表述CR2032纽扣电池的外观图，其输出电压为3.7V；图d表述电池盒整体外观示意图；图e-f表述锂电池外观图，其输出电压为4.39V。
能量采集系统
目前，物联网系统一般采用电池作为电源模块，有限的储能容量使得器件在使用过程中需要频繁地更换电池或充电，大大限制了系统长时间自主稳定运行的能力。近年来，随着光伏和水伏技术的发展，一系列直接从当地环境中捕获能量，并将其转换为电能的器件被发明出来，通过后续驱动电路将电能直接存储在锂电池等储能元件中，为物联网系统的供能提供了新的解决方案。
对于光伏、水伏、热电以及压电等换能器件，元件输出功率通常在 μW 级，无法直接为系统提供电能；实际应用中可以借助能量捕获电路搭建桥梁，为负载元件提供能量，具体如下所示：
图a表述为无线充电线圈整体结构示意图（新凯师弟赠与），其中一个作为发射端，产生交变磁场；一个作为接收端，把交变磁场转换为电能，驱动后续电路，Rogers课题组曾利用该方法制作无线柔性电子器件，相关成果发表于nature，前期推文具有简单概述大牛报告会（二）——John A·Rogers；图b表述无线充电模块在手机端的应用实例；图c表述无线LED灯实验过程，其中金色线圈产生交变磁场；图d表示LED灯具体结构示意图：集成有线圈，转换为电能驱动LED灯发光；
能量捕获电路
bq25504能够对光伏、热电以及压电等各类元器件输出的微瓦（μw）到毫瓦（mw）级能量进行采集和管理，属于一款低功耗能量管理芯片，支持多种储能元件，例如：可充电锂电池，超级电容等，本推文对相关内容进行详细介绍：
图a表述为基于bq25504制作的柔性可穿戴能量收集系统，采用BPW34元器件实现光能的捕获；图b表述太阳能电池板电源管理模块，通过bq25504实现电能的存储；图c表述基于bq25504搭建的能量捕获系统原理简图，针对具体的工程问题，需要调节Roc1、Roc2电阻大小得到太阳能电池板最优能量输出（开路电压的75%），于此同时，需要调节Rov1、Rov2、Ruv1、Ruv2、Rok1、Rok2以及Rok3电阻大小，对电容器过充、过放等工况进行保护，提高能量存储元件的使用寿命；图d为响应的pcb图；图e表述bq25504能量收集的具体过程，其中负载采用LED等，当VBAT_OK引脚电压上升时，表述系统给电容器充电，下降表述电容器放电过程，LED灯亮，其中，VBAT引脚外接储能电容器；与此同时，从图c可以看出，提高电容大小，能够提高聚集在电极板的电荷量，进而能够提高放电时间；图f表述bq25504元器件结构示意图；附：当VBAT_OV=3.5V，VBAT_UV=2.8V，VBAT_OK=3V，VBAT_OK_HYST=3.2V时，相关电阻取值为：Ruv1=4.43M，Ruv2=5.57M，Rov1=5.31M，Rov2=4.69M，Rok1=3.875M，Rok2=5.5M，Rok3=625K；该芯片Vbias电压为1.24V；
能量存储系统—锂电池
1、电池使用过程中输出电压逐渐降低，现有产品（充电宝、汽车电源）是如何解决该问题的，保障输出电压相对恒定？
图a表述小米充电宝整体结构图，主要包含外壳、电池、温度传感器以及电源管理模块等；图b表述为市面上某款共享充电宝整体结构图；图c表述为电源管理模块整体示意图，能够对电池提供过充保护、过放保护、过流保护以及温度保护等；图d表述为充电宝经常采用的锂电池，直径18mm，高度650mm；图e表述锂聚合物电池，容量和形状可以定制，具有能量密度高的特点，一般用于高档充电宝；图f为简易的锂电池充电模块，能够通过调节Rprog的阻值，控制充电功率的大小；图g表述为TP4056核心芯片引脚图；图h表述该充电模块整体外观示意图，具有充电状态指示灯，红灯表述正在充电，绿灯表述完成充电；
2、纽扣电池的规格有哪些？
图a表述纽扣电池具体的型号，其中C表示该电池的负极材料采用锂金属，正极材料采用二氧化锰，R-表示电池的形状为圆柱形；中间两个标号代表纽扣电池的直径；最后两个标号代表纽扣电池的高度，单位是mm；图b~d表述市面上常见的纽扣电池。
附：电动汽车中动力电池组一般由诸多单体电池串并联组成，在充放电过程中，单体电池间的不一致性严重影响了电池的使用效率和寿命。BMS管理的主要方面包括单体电池电压采集、电流采集、温度采集、均衡处理及SOC估算等。