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1、第33卷第2期武汉科技大学学报Vol.33,No.22010年4月JournalofWuhanUniversityofScienceandTechnologyApr.2010电动汽车用电池智能化快速充电研究112麻友良,罗明胜,陈全世(1.武汉科技大学汽车与交通工程学院,湖北武汉,430070;2.清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京,100084)摘要:基于电池快速充电基本原理,制定了电动汽车用电池的分段恒流充电方案。根据对分段恒流充电试验结果的分析,对其控制策略进行了调整:按容量梯度法确定分段恒流充电终止控制参数,适当减小各段恒流值下降梯度,并
2、将电池温度设为充电安全保障控制参数。调整方案后的充电试验结果表明,这种分段恒流充电控制方法可实现动力电池的智能化快速充电,有效缩短充电时间、提高充电效率。关键词:电池;快速充电;分段恒流;智能控制;电动汽车中图分类号:TM912文献标志码:A文章编号:167423644(2010)0220218204电动汽车用电池的快速充电是电动汽车研究池快速充电过程是充电电流始终保持在电池充电与开发过程中的重要课题。尽管许多实用化的充可接受电流的极限值,即充电电流曲线与该电池电设备或商用充电器具有快速充电及均衡充电的的充电可接受电流曲线相重合。本文选择容易实[224]
3、功能,但其通常是按事先设定的充电电流对电池现的分段恒流充电方法,其关键是要确定适当进行充电。这种方法不能根据电池充电过程中的的阶段恒流充电终止判断标准、恒流充电分段数具体情况对充电电流进行调整,为了避免出现过和各阶段恒流充电电流值。充电,设定的充电电流通常偏小,因此充电时间仍1.2分段恒流充电控制方案然较长,而且由于不具备自适应能力,充电过程中要实现分段恒流充电的自动控制,阶段恒流容易出现过充电现象,对蓄电池的寿命不利。为充电终止判断参数可选择充电时间、电池温度和了在实现快速充电的同时又不影响电池寿命,关电池电压等。大量的调查分析和电池充电试验结键是要使
4、快速充电过程具有自适应性,即根据电果表明,单参数控制方法难以实现理想的分段恒[5]池的实际状态自动调节充电电流的大小,使其始流充电控制。终保持在充电可接受电流的临界值附近。为此,充电时间参数控制方法简单,但电池型号不本文在电池快速充电理论基础上,对分段恒流充同、充电起始状态不同,所需的充电时间也不一电方法进行了试验研究,以期实现动力电池的智样,如果单以充电时间来控制阶段恒流充电的结能化快速充电和均衡充电。束,容易导致电池过充电或延长充电时间。温度参数控制方法的优点是可实现电池温度过高保1电池快速充电的分段恒流控制护,但是由于环境和传感器响应时间延迟的影[
5、627]1.1快速充电方法的选择响,如果仅以电池温度参数作为阶段恒流充电增大充电电流,电池极板上单位时间内恢复终止判断标准,也容易造成电池的过充电。电压的活性物质增多,充电时间就可缩短,但过大的充参数控制被认为是较好的阶段恒流充电终止控制电电流会损害电池。电池可接受的充电电流是有方法,但其不足也是显而易见的,比如:不能识别[1]限的,且会随充电时间呈指数规律下降。在电因电池极板硫化而产生的充电电压异常升高以及池充电过程中,充电电流曲线在该指数函数曲线电池充电过程中出现的异常温升等,从而导致电[8]以上时会导致电池电解液发生析气反应(过充池充电时间延长或电
6、池的损坏。电),反之则不能有效缩短充电时间。理想化的电为了保证在各种情况下均能检测电池的实际收稿日期:2009211203基金项目:湖北省教育厅自然科学基金重点资助项目(200611004).作者简介:麻友良(19562),男,武汉科技大学教授.E2mail:mayouliang17@163.com2010年第2期麻友良,等:电动汽车用电池智能化快速充电研究219充电状态,并实现较为理想的阶梯形充电电流曲一阶段。线,本文综合了充电时间、电池温度和终止电压31.3分段恒流充电试验研究个参数作为各阶段恒流充电终止判断依据,其控根据电池的容量初步设定t(n)、
7、I(n)和制流程如图1所示。U(n),进行充电试验,充电过程中根据实际情况对t(n)、I(n)和U(n)进行调整,然后再进行下一次充电试验。每次充电的电池初始状态均为3h[10]率完全放电,对各次试验的充电时间、充电效率和电池温升等数据进行分析比较,从中选定充电时间最短、电池温升比较小的充电过程,其各阶段的控制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。表1定流充电各阶段的控制参数和充入的电量Table1Controlparametersandelectricalquantitiesofcon2stantcurrentchargin
8、gstages序号I/AU/Vt/minQI/QO11C314.4250.422
