锂离子动力电池充电方法和充电站建设简介

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1、北京交通大学电气工程学院1锂离子动力电池充电方法和充电站建设简介1.锂离子电池应用条件和寿命关系2.成组串联锂离子电池充电方法3.电动汽车的能源补给方式4.电动汽车充电站工艺设计5.电动汽车充电站的发展趋势3锂离子电池使用条件和寿命的关系1、充电倍率充电倍率越大，电池寿命缩短，同时充电倍率越大电池的发热情况越大。选择充电倍率可电池使用寿命的要求、电池箱内部散热条件、电池的技术要求有关。目前常规充电的要求：1/3C，可实现的快速充电的要求：1~1.5C4锂离子电池使用条件和寿命的关系2、单体电池的充电电压电池单次充电容量与循环次数之间的关系，提高充电上限电压可提高电池的单次充

2、电容量，但电池的循环次数减少锂离子电池使用条件和寿命的关系3、温度高温下，电池的活性增强，单次充电容量增加；但是电池的电解液稳定性下降，电解液氧化分解增加，电池容量下降速度加快。所以电池充电电流的选择，不仅是电池厂家的测试数据，还要依赖于当时的气温条件，电池发热量=充电电流*电池内阻电池发热量引起的温升T1（和电池箱散热条件有关）加上环境温度T2的总和综合考虑电池的寿命确定电池的充电电流（主要靠试验验证）6锂离子电池使用条件和寿命的关系3、温度低温下电池负极的嵌锂能力下降，锂离子累积可能导致安全事故温度0.1C充电1/3C充电½充电10C充电<0°C不允许不允许不允许不允许

3、0-10°C允许不允许不允许不允许10-20°C允许允许不允许不允许20-45°C允许允许允许在整个生命周期内5次>45°C不允许7锂离子电池使用条件和寿命的关系2、放电深度放电深度对电池寿命有较大影响，在不同的荷电状态阶段循环电池的寿命也不同SOC剩余容量Vs循环数01003005001000150020000~100%100%95%92%90%87%84%81%80%~100%100%96.4%95.1%93.8%91.9%89.6%87.7%20%~80%100%99.2%98.8%98.5%97.9%97.3%96.8%0~20%100%97.9%97.0%96.5

4、%95.6%94.7%94.2%8成组串联锂离子电池充电方法1、电池成组应用和电池单体应用的差别根据电动汽车的要求，电池实际应用时成组串联应用，串联的数量大体在90~170串之间。（1）单体电池的不一致性会造成当串联电池组充电时，某些单体产生过充的现象，影响电池的使用寿命；（2）单体电池的不一致性会造成当串联电池组放电时，某些单体产生过放的现象，影响电池的使用寿命；（3）单体电池容量的差异会造成成组电池的总容量小于单体电池的容量2、针对成组电池充放电应用技术方法（1）建立电池管理系统和充电机之间的通信连接，利用电池管理系统的实时测试数据改变充放电电流的大小；（2）利用电池管

5、理系统对单体电池的容量差异进行修正；成组串联锂离子电池充电方法传统电池充电方法和新型锂离子动力充电方法的比较成组串联锂离子电池充电方法为保证锂离子电池使用寿命和安全性以及电池组容量利用性1、根据电池箱环境温度和电池箱散热的条件，实时改变充电电流的大小和单体电池电压的上限；2、根据电池的使用时间和容量衰退过程，控制电池的充电电流的大小和单体电池电压的上限；3、利用地面均衡电路和车载电池管理系统均衡电路，用来补偿电池自放电、单体电池充放电效率差异带来的容量差异；电动汽车的能源补给方式主要能源补给方式：电池更换、车载充电、地面常规充电、地面快速充电；1、电池更换：采用电池更换方式

6、，地面充电，提高车辆利用率，设备投入大，造价高；2、车载充电：受车载、民用配电、成本的所限，功率小，充电时间长，适用于夜间慢速充电（8~10小时）；3、地面常规充电：基本采用1/3C整车充电，适用于小规模或特种车辆使用；4、地面快速充电：基本采用1C~2C整车充电，时间在半小时内，适用于满足充电特点的车辆使用。北京奥运大巴充电站240台7～9kW12国内充电站现状7/16/2021北京121路电动公交客车充电站28台30kW13国内充电站现状7/16/2021上海电力公司漕溪充电站14国内充电站现状7/16/2021河南鄢陵花木园充电站15国内充电站现状7/16/2021电

7、动汽车充电站工艺设计161、充电站能源补给方式的确定根据电动车辆的运营特点，选择适合的能源补给方式例如：公交车选用更换方案；班车选用常规整车充电方案；环卫车用常规整车充电方案或晚间常规充电方案；物流车用常规整车充电方案或晚间慢速充电；出租车用更换、快充、晚间慢速充电相结合的方式；电动汽车充电站工艺设计172、充电站规模的确定根据电动车辆的运营要求，确定充电站的规模，主要充电设备的数量、备用电池的数量、场站的占地以及配电容量的确定；例：世博会充电站设计世博会公交充电站设计方案1.基本设计参数：车容量（人）70每组