电动摩托车快速充电方法的研究(2).pdf
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1、2023.02(上接 2 0 2 3 年第 1 期)图 2、图 4 图 6 的名称:括号内内容分别为电动车型号、动力蓄电池规格和充电器恒流充电阶段恒流设计值。U-E2:充电器输出电压;I-E2:充电器输出电流;I-E2(I)N:充电器输出电流乘以放大倍数 N。由于充电电流相对充电电压较小,乘以放大倍数 N 是为了对电流与电压变化进行对比。N 一般取充电器标称充电电压与充电器标称充电电流比值的整数倍。图 2 为每 5min 采样一次绘制的图形;图 4、图 5 为每分钟采样一次绘制的图形;图 6 为每 3min 采样一次绘制的图形。这几种充电方法共同的特征是连续充电,没有考虑到电池在充电过程中必然
2、发生的极化现象。电池循环初期还好,随着循环测试增加,电池老化,极化现象会越发明显。从而使电池电压在恒流充电快速上升,达到临界值而切换为恒压充电,充电速度降低。电池在充电过程中的极化就像倒可乐,倒的越快越多,杯中产生的泡沫越多,很快就倒满,乃至溢出了。但此时杯中实际上只有半杯可乐,剩下半杯都是泡沫,对应于充电,那就是虚电。3电动车常见几种间歇快速充电方法动力电池的充电方法有很多种,针对快速充电的要求,其主要方法包括脉冲充电、间歇充电和 Reflex 充电。不同的电池类型,其适用的充电方式也不完全相同,本文电动摩托车快速充电方法的研究(2)Zhai SuituanGao HengZhang Xia
3、nZhang JiahaoYao Shi(CCIC WEST Testing Co.,Ltd.)Research on Fast Charging Method for Electric Motorcycle(2)翟岁团高恒张显张佳豪姚实(中检西部检测有限公司)在方法方面不做具体区分。3.1脉冲充电这是来自文献中的一个脉冲充电方式,其脉冲阶段设置在充电触及上限电压 4.2V 以后,并在 4.2V 以上持续进行。暂且不提其具体参数设置的合理性,不同类型电芯存在差异。我们关注一下脉冲实施过程。脉冲充电曲线主要包括三个阶段,见图 7 所示:预充、恒流充电和脉冲充电。在恒流充电过程中以恒定电流对电池进
4、行充电,部分能量被转移到电池内部。当电池电压上升到上限电压(4.2V)时,进入脉冲充电模式:用 1C 的脉冲电流间歇地对电池充电。在恒定的充电时间Tc内,电池电压会不断升高,充电停止时电压会慢慢下降。当电池电压下降到上限电压(4.2V)后,以同样的电流值对电池充电,开始下一个充电周期,如此循环充电直到电池充满。电电压条件下,采用了电流逐渐减小的间歇方式加大了充电电流,即加快了充电过程,缩短了充电时间。但是这种充电模式电路比较复杂、造价高,一般只有在大功率快充时才考虑采用。在脉冲充电过程中,电池电压下降速度会渐渐减慢,停充时间T0会变长。当恒流充电占空比低至 5%10%时,认为电池已经充满,终止
5、充电。与常规充电方法相比,脉冲充电能以较大的电流充电,在停充期电池的浓差极化和欧姆极化会被消除,使下一轮的充电更加顺利地进行,充电速度快、温度的变化小、对电池寿命影响小,因而目前被广泛使用。但其缺点很明显:需要一个有限流功能的Design.Research|设计.研究432023.02V充电电流I1C0.7C0.4CV0t恒压区变电流间歇区电池电压4.2V2.5VV充电电流I1CTCT0tC/10C/15预充恒流区脉冲区图7脉冲充电曲线图8变电流间歇充电曲线电源,这增加了脉冲充电方式的成本。3.2间歇充电法锂电池间歇充电法包括变电流间歇充电法和变电压间歇充电法,见图 8、图 9 所示。电池电压
6、设计.研究|Design.Research 442023.02图9变电压间歇充电曲线UIIt电池电压充电电压电池电流变电压间歇区恒压区3.2.1变电流间歇充电法变电流间歇充电法是由厦门大学某个教授提出的。它的特点是将恒流充电改为限压变电流间歇充电。如图 8 所示,变电流间歇充电法的第一阶段,先采用较大电流值对电池充电,在电池电压达到截止电压V0时停止充电,此时电池电压急剧下降。保持一段停充时间后,采用减小的充电电流继续充电。当电池电压再次上升到截止电压V0时停止充电,如此往复数次(一般约为 3 4 次),充电电流将减小设定的截止电流值。然后进入恒电压充电阶段,以恒定电压对电池充电,直到充电电流
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