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电动汽车充电机理及不同难点分析

导读: 电动汽车动力源于电池,目前使用的电池都是二次电池,即可充电池。充电电池的寿命指标是充电次数。通俗理解,充电电池随时间延长,它会衰减的。如何防止电池衰减过快,同时又要满足大众对充电便捷性的要求,是大家比较关心的。

电动汽车动力源于电池,目前使用的电池都是二次电池,即可充电池。充电电池的寿命指标是充电次数。通俗理解,充电电池随时间延长,它会衰减的。如何防止电池衰减过快,同时又要满足大众对充电便捷性的要求,是大家比较关心的。下面对电动汽车充电机理探讨及不同方式难点分析进行分析,供使用者参考。

一、目前推广应用的难点是一次持续里程短、充电时间长

1)一次持续里程短。目前电动汽车一次持续里程比较合理的在200公里到300公里之间。但与燃油车相比还差一半以上。商家一而再三打广告,说一次充电能跑500公里、800公里,是在误导了消费者。实际情况是,电动汽车一次充电能跑多少公里,与车载电池多少是成线性有关的。要跑得越远,车载电池量必须装越多。

车载电池量在汽车工程设计值上,必须要考量其技术上可行性,经济性的合理性。与燃料车的油箱容积大小设计是一样,不是可以任意地无限大的。目前电动汽车的一次里程不能做到燃油车一样的长,主要理由是由于动力电池的比能量与汽柴油相相比,还差100多倍。我们每天能听到动力电池技术在进步,但是从科学上讲,在短期内,动力电池新能源汽车一次里程上没有可能赶上燃油汽车的。

2)充电时间长达6-8个小时,是比较科学的。也就是说,实际上电动汽车充电的便捷性是大家不能接受的。一是用家里220V交流电来充电,充电时间要6-8小时;二是到充电站用直流充电,除了排队外,充电过程要的时间也必须要在30分钟以上;三是买换电池的车吧,基本上没有卖的。

二、提高充电方便性基本途径

1)如果能用民用交流电充电,如果充电时间少于要3小时能接受;

2)如果到充电站用直流充电,充电时间少于1个小时能接受;

3)如果换电池,必须电池是自己专用,是可以接受。

三、锂离子动力电池组的充电模式

下面是充电曲线,即充电模式采用“限流、限压”两阶段充电模式。

1)限流过程:

这一阶段的充电叫 “限流”充电,充电电流保持在限流值。随着充电的延续,电池电动势不断上升,电池的充电压也不断上升。当电池电压上升到允许的最高充电电压时,保持恒压充电。厂家建议:一般采用最佳充电倍率(锂离子电池为0.3CA)进行限流充电。

2)限压过程:

在这一阶段,由于电池电动势还在不断上升,而充电电压又保持不变,所以电池的充电流呈双曲线趋势不断下降,一直下降到零。这一阶段的充电叫恒“恒压”充电,这一阶段的充电电压:U=E+IR=恒压值。

(实际做法:当充电电流减小到0.015CA时就可停止充电。)

三、对离子动力电池组充电,实际是一个动态的过程

充电系统必须具有自动调节充电参数、自动控制和自动保护功能:

1)自动调节充电参数

a)例如,在充电时,尤其在恒压充电阶段,如果电池组中有某一个单体电池的充电电压超过允许的充电电压(根据不同锂电池的特性一般设定为3.9V~4.3V之间)时,充电系统应会根据电池管理系统(BMS)输出的信号,自动减小充电电压和电流,使该电池的充电电压不超过允许的充电电压,防止该电池过压充电。

b)再如,在充电开始时,经电池管理系统(BMS)监测到有某一个单体电池的电压过低,充电系统应能自动改小初始充电电流,待电池的电压正常后,再转入正常充电。

所以,在充电过程中,充电系统必须能根据电池组的状态、电池管理系统(BMS)输出的信息和整车监控输出的信息,自动调节充电参数和自动控制充电。

2)自动控制和自动保护功能

在充电过程中,电池组和电动车发生任何不正常情况时,如电池组短路、断路、高温、起火和有电池损坏时,充电系统应能迅速切断电源,停止充电。

3) 与整车CAN总线通信

在充电过程中,充电系统的信息可与整车CAN总线通信。


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责任编辑:LGM
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