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2 本文采用的充电方式
对以上各种传统充电方法的特点相比较可以看出, 每一种方法都各有优缺点. 电动汽车电池组对充电过程要求很高, 既要要求安全充电, 尽可能延长电池使用寿命, 又必须满足快速充电的特点,快速、高效、安全、长使用寿命这几项指标都必须达到, 综合每一种充电方法的优点, 本文在传统充电方式上做了变形和改进, 提出了限压变流脉冲充电方法。
限压变流脉冲充电方法的特点是, 将恒流/恒压充电方式的恒流充电阶段改为变流脉冲充电,这一阶段电流的大小符合变流充电的特点, 初期电流较大, 尽量逼近充电可接受电流, 以保证电池获得足够电流, 同时,采用脉冲式充电电流, 有效抑制极化效应, 减缓电池内压升高, 减小内阻. 后期采用恒压充电方式, 以获得过充电量。
3 研究电池组均衡充电的意义
电动汽车用锂离子电池组通过多节锂离子电池串联以获得高输出电压. 由于各单体电池在生产制造和使用过程中电池特性必然存在差异, 造成这种差异的原因有: 在生产过程中, 由于加工工艺等原因, 同批次电池的容量和内阻都可能存在差异; 使用过程中由于温度等差异造成电池使用不平衡; 不同电池之间的放电情况存在差异, 长时间累积, 造成电池状态的不平衡. 长期使用必将导致各电池的容量、内阻、端电压等参数不均衡, 从而影响整个电池组的实际容量, 缩短寿命, 造成浪费, 增大成本。
和其他电池相比, 锂离子电池几乎没有耐过充的能力, 在电池荷电状态已满时, 若继续充电,电池的电压将继续升高. 电压过高会造成锂离子在负极积累, 解析出金属锂, 使电池的蓄电能力丧失, 而且这一过程是不可逆的, 同时, 电解液发生电解, 析出氢气和氧气, 伴随着大量热量的产生,电池温度逐渐升高, 氢气和氧气有可能发生爆炸.因此, 锂电池切不可过充电, 否则会给电池造成致命的损坏或造成安全事故. 实验数据证明, 过充电将严重减少电池的充电循环次数。
因此, 在对串联电池组进行充电时, 不能通过过充的方式使各单体电池达到性能均衡. 若以容量大的电池充满为依据, 必然导致容量小的电池过充电, 损害电池; 若以容量小的电池充满为依据, 必然导致容量大的电池欠充电, 这两种方式都不能达到均衡状态. 同样在放电过程中, 若以容量大电池放电结束为依据, 必然导致容量小的电池过放, 若以容量小的电池放电结束为依据, 容量大的电池的电量还将剩余大部分电量,不能得到充分利用. 电动汽车电池组需要频繁的充放电, 随着充放电次数的增多, 将形成恶性循环, 各电池的不均衡将加剧, 造成整个电池组性能明显恶化。
为应对以上问题, 就要在充电过程中, 通过某种方法, 使充电完成时电池组的所有电池都能充满电, 达到均衡状态, 实现均衡控制。
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