基于智能变脉冲充电的电动汽车快速充电方法.pdf
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1、Telecom Power Technology 113 Sep.25,2023,Vol.40 No.18 Telecom Power Technology 2023 年 9 月 25 日第 40 卷第 18 期电源与节能技术DOI:10.19399/ki.tpt.2023.18.038基于智能变脉冲充电的电动汽车快速充电方法上官安琪(国网天津市电力公司城西供电分公司,天津 300000)摘要:电动汽车铅酸蓄电池采用快充方式充电的可行性已通过实验得到验证。基于智能变脉冲充电,提出了一种快速充电方式,并对其设计思路进行了详细说明,还建立了以提高充电速度和效率的蓄电池四阶动态电路模型为基础的模拟模
2、型和脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)整流控制模型。关键词:电动汽车;快速充电;铅酸蓄电池;变脉冲充电Fast Charging Method for Electric Vehicles Based on Intelligent Variable Pulse ChargingSHANGGUAN Anqi(State Grid Tianjin Electric Power Company West Power Supply Branch,Tianjin 300000,China)Abstract:The feasibility of using fast cha
3、rging method for lead-acid batteries in electric vehicles has been verified through experiments.The article proposes a fast charging method based on intelligent variable pulse charging,and provides a detailed explanation of its design ideas.It also establishes a simulation model based on the fourth
4、order dynamic circuit model of the battery to improve charging speed and efficiency,as well as a Pulse Width Modulation(PWM)rectifier control model.Keywords:electric vehicles;fast charging;lead acid batteries;variable pulse charging0引言目前,电动汽车受到了广泛的关注,同时电动汽车快速充电的研究成为了焦点。电动汽车对电池充电速度的要求较高,传统充电方式的效率低且费时
5、达不到要求。因此,快速充电的新方法不断被研发,其主要研究的不止是提高充电速度,还有延长电池寿命的问题。快速充电指车载电池的 50%额定容量充满只需 10 20 min。对于 310 V 和 120 Ah 的小型电动汽车来说,在充电 10 min 到电池电量 50%的情况下,充电功率将会超过 120 kW,充电电流会超过 360 A。电动大中客车等充电功率将更大1-2。目前,传统的充电方式主要包括恒定电流、恒定电压、先恒定电流再恒定电压等,其优点是线路控制简单,执行简便。但是,充电时间过长,充电方式单一,如果充电控制不当,会对电瓶造成伤害,从而缩短电瓶的使用寿命。近年来,国内外提出了许多创新的充
6、电方式,解决传统充电方式充电速度慢、安全性能低等问题,包括等级式恒定电流充电方式、脉冲式充电方式、定化学反应状态法、变电流间歇/定电压充电方式以及变电压间歇充电方式等3-4。为使其充电电流更接近蓄电池的可接受充电电流曲线,大多数方法都基于传统方法建立弥补传统计费方式不足的新型计费方式,引入模糊控制技术,并利用其优势对非线性系统进行多输入多输出的处理,超越传统常规的控制方法,解决电池充电过程中的时变性、干扰性等问题5。1电动汽车铅酸蓄电池充电方法研究1.1传统充电方法1.1.1恒流充电法恒定电流充电方法是调整充电装置的输出电压或调整电池串联的电阻,使充电电流始终保持恒定状态。恒流充电方式较常用于
7、蓄电池的试验和使用过程中,采用直流发电机,硅整流装置,使电流稳定的实现变得更加便捷。这种充电方法的优势是操作简便,更易于控制。但是,恒流充电方式中的电流曲线与蓄电池可接受充电电流曲线差异较大,充电初期电流相对较小,充电结束时电流相对较大,整个过程中充电时间较长,气体析出较多,充电效率较低。1.1.2恒压充电法恒压充电法保持恒压充电模式下的电压不变,电流则逐渐降低。该方式与其他方式相比,与蓄电池组所能接受的充电电流曲线更为接近,因此控制起来也更为简便。同时,整个过程所产生的气体非常少,速度更快,效率也比横流充电的方式要高一些,其缺点在于充电起始时刻的电压难于掌握。若电压过高,则起始电流很大,容易
8、损坏电池,若电压过低,则延长了充电时间,效率降低。此外,恒压限流充电、先恒流后恒压充电、阶段充电等多种充电方式相结合的恒压充电方式和恒流收稿日期:2023-08-15作者简介:上官安琪(1991),女,河南渑池人,硕士研究生,工程师,主要研究方向为配电网运行检修。2023 年 9 月 25 日第 40 卷第 18 期Sep.25,2023,Vol.40 No.18Telecom Power Technology 114 充电方式等方法可以在恒压充电的初期避免过大的电流困扰。在横流充电过程中,电流较大的缺陷成功被克服。1.2快速充电方法当按某一定值的电流充电时,该电流仅供电池吸收而不会析出无用的
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