淺析電動車電池包充電智能化方案

電動車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由于對環境影響相對傳統汽車較小，其前景被廣泛看好，但當前技術尚不成熟。因此在向市場推廣的過程中電動車用電池的快速充電是電動車研究與開發過程中的緊要課題。盡管許多實用化的充電設備或商用充電器具有快速充電及均衡充電的功能，但其通常是按事先設定的充電電流對電池進行充電。

這種辦法不能依據電池充電過程中的詳盡情況對充電電流進行調整，為了避免出現過充電，設定的充電電流通常偏小，因此充電時間依然較長，而且由于不具備自適應能力，充電過程中容易出現過充電現象，對蓄電池的壽命不利。為了在實現快速充電的同時又不影響電池壽命，關鍵是要使快速充電過程具有自適應性，即依據電池的實際狀態自動調節充電電流的大小，使其始終保持在充電可接受電流的臨界值附近。

1電池快速充電的分段恒流控制

1.1快速充電辦法的選擇

增大充電電流，電池極板上單位時間內恢復的活性物質增多，充電時間就可縮短,但過大的充電電流會損害電池。電池可接受的充電電流是有限的，且會隨充電時間呈指數規律下降。在電池充電過程中，充電電流曲線在該指數函數曲線以上時會導致電池電解液發生析氣反應(過充電)，反之則不能有效縮短充電時間。理想化的電池快速充電過程是充電電流始終保持在電池充電可接受電流的極限值，即充電電流曲線與該電池的充電可接受電流曲線相重合。本文選擇容易實現的分段恒流充電辦法。其關鍵是要確定適當的分段恒流充電終止判斷標準、恒流充電分段數和各階段恒流充電電流值。

1.2分段恒流充電控制方案

要實現分段恒流充電的自動控制，階段恒流充電終止判斷參數可選擇充電時間、電池溫度和電池電壓等。大量的調查分解和電池充電實驗結果聲明，單參數控制辦法難以實現理想的分段恒流充電控制。

充電時間參數控制辦法簡單,但電池型號不同、充電起始狀態不同,所需的充電時間也不一樣,如果單以充電時間來控制階段恒流充電的結束,容易導致電池過充電或延長充電時間。溫度參數控制辦法的優勢是可實現電池溫度過高保護,但是由于環境和傳感器應和時間延遲的影響,如果僅以電池溫度參數作為階段恒流充電終止判斷標準,也容易造成電池的過充電。電壓參數控制被認為是較好的階段恒流充電終止控制辦法,但其不足也是顯而易見的,比如:不能識別因電池極板硫化而萌生的充電電壓異常升高以及電池充電過程中出現的異常溫升等,從而導致電池充電時間延長或電池的損壞。

為了保證在各種情況下均能測試電池的實際充電狀態,并實現較為理想的階梯形充電電流曲線,本文綜合了充電時間、電池溫度和終止電壓3個參數作為各階段恒流充電終止判斷根據,其控制流程如圖1所示。

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