为了在完成快速充电的一起又不影响电池寿数,关键是要使快速充电进程具有自适应性,即依据电池的实践情况主动调理充电电流的巨细,使其一直保持在充电可接受电流的临界值邻近。为此,本文在电池快速充电理论基础上,对分段恒流充电办法进行了实验研讨,以期完成动力电池的智能化快速充电和均衡充电。
1 电池快速充电的分段恒流操控
1. 1 快速充电办法的挑选
增大充电电流,电池极板上单位时刻内康复的活性物质增多,充电时刻就可缩短,但过大的充电电流会危害电池。电池可接受的充电电流是有限的,且会随充电时刻呈指数规则下降。在电池充电进程中,充电电流曲线在该指数函数曲线以上时会导致电池电解液发生析气反响(过充电) ,反之则不能有用缩短充电时刻。抱负化的电池快速充电进程是充电电流一直保持在电池充电可接受电流的极限值,即充电电流曲线与该电池的充电可接受电流曲线相重合。本文挑选简略完成的分段恒流充电办法,其关键是要确认恰当的阶段恒流充电中止判别规范、恒流充电分段数和各阶段恒流充电电流值。
1. 2 分段恒流充电操控计划
要完成分段恒流充电的主动操控,阶段恒流充电中止判别参数可挑选充电时刻、电池温度和电池电压等。很多的查询剖析和电池充电实验成果表明,单参数操控办法难以完成抱负的分段恒流充电操控。
充电时刻参数操控办法简略,但电池类型不同、充电开始情况不同,所需的充电时刻也不一样,假如单以充电时刻来操控阶段恒流充电的完毕,简略导致电池过充电或延伸充电时刻。温度参数操控办法的长处是可完成电池温度过高维护,可是因为环境和传感器呼应时刻延迟的影响,假如仅以电池温度参数作为阶段恒流充电中止判别规范,也简略形成电池的过充电。电压参数操控被认为是较好的阶段恒流充电中止操控办法,但其缺乏也是清楚明了的,比方:不能辨认因电池极板硫化而发生的充电电压反常升高以及电池充电进程中呈现的反常温升等,然后导致电池充电时刻延伸或电池的损坏。
为了保证在各种情况下均能检测电池的实践充电情况,并完成较为抱负的阶梯形充电电流曲线,本文归纳了充电时刻、电池温度和中止电压3个参数作为各阶段恒流充电中止判别依据,其操控流程如图1 所示。
分段恒流充电完毕后再进行一段时刻的定压充电,是为了保证电池能彻底足够。3 个操控参数的详细操控战略如下。时刻参数操控:依据电池容量和充电电流,预先设定某段恒流充电的时刻,当充电时刻到达设定值时,经过定时器宣布信号,完毕该阶段的恒流充电并主动将充电电流减小,进入下一段恒流充电。
温度参数操控:设定某段恒流充电至可接受电流极限时的电池温度最高值,依据温度传感器检测的电池温度来操控充电设备。当外界环境温度较低、设置的电池最高温度较高时,采纳操控温升法,当电池的温升到达设定值时,温控器使充电设备中止充电,直到温度下降至恰当值时,主动进入下一阶段恒流充电。
电压参数操控:电池的肯定电压能够反映电池的充电情况,设定某段恒流充电到达或挨近充电可接受电流极限值的电压,当电压到达设定值时,充电设备便主动完毕本阶段恒流充电,进入下一阶段。
1. 3 分段恒流充电实验研讨
依据电池的容量开始设定t ( n) 、I ( n) 和U ( n) ,进行充电实验,充电进程中依据实践情况对t ( n) 、I ( n) 和U ( n) 进行调整,然后再进行下一次充电实验。每次充电的电池初始情况均为3 h率彻底放电,对各次实验的充电时刻、充电功率和电池温升等数据进行剖析比较,从中选定充电时刻最短、电池温升比较小的充电进程,其各阶段的操控参数和充入的电量如表1 和表2 所示,分段恒流充电电流曲线如图2 所示。
经过对实验成果进行剖析,可得出如下定论:
(1) 各段恒流值I ( n) 的梯度宜恰当减小。比照电池温升情况及各段恒流充电中止情况附近的几回分段恒流充电进程发现,关于足够电所用时刻而言,5 段恒流充电的时刻最短,而4 段恒流充电的时刻短于3 段恒流充电的时刻。因而,恰当减小各段恒流值下降梯度(分段数添加) ,可使实践充电电流曲线更挨近充电可接受电流曲线。