最优频率控制的电池脉冲充电技术

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1、万方数据第22卷V01．22第11期No．11重庆工学院学报(自然科学)JournalofChongqingInstituteofTechnology(NaturalScience)2008年11月Nov．2008最优频率控制的电池脉冲充电技术+陈新，袁翔，张劲松(长沙理工大学汽车与机械工程学院，长沙410114)摘要：提出一种最优频率控制的脉冲充电技术，用来改善电动汽车用动力电池的充电回应．建立了基本的数学模型，分析其工作原理，当用最优频率控制脉冲充电时电源与电池相匹配，输出的功率最大．通过分析可知：该

2、方法不仅提高了充电效率，同时加快了充电速度．关键词：脉冲充电；最优充电频率；交流阻抗中图分类号：U469．722；TM912．4文献标识码：A文章编号：1671一ooz4(2009)n—0008—04TechnologyofOptimalFrequencyControlofBatteryPulseChargeCHENXin，YUANXiang，ZHANGJing-song(College0fAutomotiveandMechanicalEngineering，C}I衄咖UnivemityofScience

3、andTechnology，cll肌98lm410114，China)Abstract：Thispaperpresentsanoptimalfrequencycontrolofthepulsechargingtechnologytoimprovere—sponsetotheelectricvehiclebatterycharge，buildsthebasicmathematicalmodelandanalyzesitsworkingprinciples．Resultsshowthattheoutputpo

4、werreachesitspeal【andpowersupplymatchesbattery．There．fore，comparedwiththetraditionalmethodofcharging，thismethodnotonlyimprovestheefficiencyofthechargebutalsospeeduptherateofrecharge．Keywords：pulsecharging；optimalchargefrequency；ACimpedance在近几年，随着电动交通工具的迅速

5、发展，二次电池作为动力能源变得越来越重要，因此实现电池充电器的高品质和智能化成为人们的期望．目前电动汽车用动力电池仍以铅酸蓄电池、氢镍电池和锂离子电池为主，这是因为铅酸蓄电池作为动力型电池技术成熟、价格便宜；氢镍电池具有较高的比容量和比功率，安全性好，对环境友好等优点；锂离子电池电压高，能量密度高，无记忆效应，特别是新型电极材料的开发成功，为锂离子电池安全性问题的解决找到了路径，因此它们成为电动车电池的重点发展方向⋯．在动力电池充电系统中，为了得到更好的充电性能，以前提出了很多充电方法，如恒流(CC．Co

6、nstantcurrent)充电法、恒压(CV。Constantvoltage)·收稿日期-'2008—09—22基金项目：国家“863”高技术发展计划资助项目(2001AA501135)．作者简介：陈新(198l～)，女，新疆人，硕士研究生，主要从事汽车电子方面的研究．万方数据陈新，等：最优频率控制的电池脉冲充电技术9充电法、恒流恒压(CC—CV，Constantcurrent．Con．stantvoltage)充电法、三阶段充电方法等．但上述方法充电速度仍然太慢，不能满足电动汽车的需要．脉冲充电方法并

7、不是以不变的恒定电流、电压充电，而是提供电池脉冲电流、电压，为离子的扩散和中和提供一个间歇时间．这种脉冲充电方法能真正增加电池的循环寿命，减少电池充电时间，因此可广泛应用于先进的电动汽车动力电池充电系统中．然而，到目前为止还没有一种理论来确定最优脉冲充电的频率．1脉冲充电1．1脉冲充电原理将周期性脉冲充电电流、电压施加在蓄电池上的充电方式称为脉冲充电．它有2种类型：一种是普通型脉冲充电，只有正脉冲和间歇，如图la)所示；另一种是在一个周期内包括正脉冲、负脉冲和间歇，称为Reflex充电，如图1b)所示【2

8、

9、．a)普通型脉冲充电b1Reflex壳,电图1脉冲充电类型根据充电过程中电池的化学反应，如果充电过程中能减小或消除副反应，去除极化内阻对充电电流的阻碍作用，则充电时间将大大缩短，充电有效容量将大大提高．由于副反应很小或几乎不存在，电池的循环使用寿命也将提高．当电池充电停止时，电池的欧姆极化消失，浓差极化和电化极化也逐渐减弱，充电副反应也随之停止．对于铅酸蓄电池若能在充电过程中为其提供一条放电通道让其反向放电，则极化现象将迅速