電動車電池包快速充電研究

隨著全球氣候惡化，全人類在討論要怎么樣應對氣候變化，節能減排、尋找新能源是減少環境破壞的緊要途徑。目前全球汽車保有量已達10億，汽車尾氣是加劇環境惡化的緊要因素，為此，許多企業機構正在研發無污染的電動車，而電動車動力電池是其中最核心的部分，是重點研究的方向。

目前，大多數電動車企業和研究機構均采用鋰電池包作為其動力電池。鋰電池有很多優勢，與傳統的鎳鎘、鎳氫電池相比，鋰電池體積小、重量輕、工作電壓高、容量大，鋰電池的能量密度很高，它的容量是同重量的鎳氫電池的1.5~2倍，而且具有很低的自放電率，另外，鋰電池幾乎沒有“記憶效應，不含鉛、鎘等有毒物質，因此成為電動車用電池的首選。

大功率的電動車所使用的鋰電池包是由多節單體鋰電池串聯，以獲得較高的輸出電壓，但是，鋰電池包和單體鋰電池這二者在使用上是有很大區別的。在電池包中，各單體鋰電池在加工制造中必然存在個體差異，在使用中老化程度也不一樣，若不在充電過程中采取措施，這種差異將被累積甚至張大，導致整個電池包的性能大打折扣或電池包壽命嚴重縮短。另外，由于電池包容量較大，采用傳統的充電方式效率低，充電時間長，嚴重妨礙了電動車的推廣。

因此，快速有效安全可靠的充電系統是目前電動車行業重點研發的技術。

1傳統鋰電池充電方式研究

不同的充電方式是影響單體鋰電池性能和使用壽命的緊要因素。適宜的充電方式不僅能夠最大限度的發揮電池的容量，而且可以延長電池的使用壽命。這種影響主要體今朝三個方面：

（1）電壓的影響。一方面，在充電過程中要嚴格控制電池電壓不能超過充電限制電壓，超過充電限制電壓稱為過充，輕微過充多次會導致電池容量減小，電池發生變形，過充嚴重時會筆直導致電池發生爆炸。另一方面，在充電結束后，應使電池電壓盡量接近滿充電壓，否則會導致電池容量大大降低。

（2）電流的影響。鋰電池可接受的充電電流是有限的，若充電電流高于這個上限值，會造成電池中電解液發生析氣反應，大量發熱，使電池溫度急劇上升。

（3）溫度的影響。鋰電池溫度過高，會導致電池內部發生一系列反應，電池可能爆炸，因此在充電過程中，要及時監測電池溫度情況并對其加以控制。

選擇適宜的充電辦法可以提高充電效率，延長使用壽命。鋰電池的充電辦法有很多種，常用的充電辦法有恒定電流充電法、恒定電壓充電法、恒流/恒壓充電法、變流充電法、脈沖充電法、間歇充電法等。

1.1恒定電壓充電法

恒定電壓充電法是指在充電過程中以恒定電壓對電池進行充電。在這個過程中，充電電流滿足公式：I=（U–E）/R（式中：I為充電電流，U為充電電壓，E為電池電壓，R為充電回路電阻）。

在充電初期，由于電池電勢較低，因此充電電流較大，隨著充電過程的進行，電池電勢逐漸升高，充電電流逐漸減小。恒壓控制系統結構簡單，而且充電電流比較接近可接受充電電流，具有一定的自適應性，但在充電初期電流比較大，有可能造成電池溫度上升過快，對電池帶來不利影響。

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