充电机需要达到下面的几项基本要求,以实现电动汽车动力动力电池组安全、高效的充电要求。
①安全性:电动汽车在充电时,应确保人员的安全以及动力电池组的安全。
②易用性:充电机的使用步骤应较为简便,不需要操作人员过多地干预,并具有一定的智能性。
③经济性:充电机的制造和使用成本应相对较低,以便进行大规模推广。
④高效性:应提高充电机能量的转换效率,保证长期使用后仍可以高负荷使用,并节约电能。
⑤对电网的低污染性:由于充电机是一种高度非线性设备,应减少充电机在使用中对电网的污染。
对车载充电机而言,除需要满足上述基本性能要求外,充电机在充电过程中的充电控制方法也是至关重要的。在充电过程中,充电机应该准确判断,合适地为动力电池充满电。如果出现过充电的情况,就会造成电池内部压力上升、温度升高,对电池的寿命有一定的影响。因此,充电机应采用合适的控制方法,使电池充满而又不过充。较为常见的控制方法有温度控制、最高电压控制、定时控制、电压变化率控制、容量控制等。
(1)温度控制
充电过程中电池除了成流反应外,还会发生许多副反应,当电池电量已满时,若继续为之充电,就会开始产生电解水反应,并产生氢气和氧气,这些气体会增大电池内部的压力,释放的热量还会使电池温度上升。温度控制即当电池内部温度达到一定值时停止对电池的充电。该方法的缺点是受环境影响大,不适合作为主要控制方式。(www.xing528.com)
(2)最高电压控制
这种方法比较适合恒流充电模式。从电池的充电曲线可以看出,电池电压随充入电量的增大而增大,当电压达到某一预定值时,停止对其充电。但是,因为电池包中每个电池的电压不一致,并且随充放电次数增加,电池容量会发生变化,所以用这种方法也较难准确判断电池电压。
(3)定时控制
这种方式原理简单、易于实现,适用于恒流和恒压充电。但这种方式无法根据电池实时状态进行调整,容易出现欠充电或过充电的情况,不利于电池的维护。
(4)电压变化率控制
这种控制方式需要根据不同电池的特性曲线进行调整,在充电过程中,电压渐渐升高,并在达到最大电压后出现负增长。通过计算充电过程中电池电压的变化率来判断电池是否充满。该方法的优点是受环境影响较小,对电池是否充满的判断较为准确。
(5)容量控制
监控和计算电池已充入电量,当达到设定好的充电容量值时,停止充电。这种方法需要电池管理系统提供初始电量等数据,要求较为准确地计算电池SOC,难以进行准确控制。
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