电动汽车车载电池快速安全充电.ppt

电动汽车车载蓄电池快速安全充电 制作人：王殿鑫 机电1010班 主要内容 3 新型锂电池的充电方式 4 1 电动汽车主要的动力电池 1 2 影响锂电池充电的安全因素 4 传统锂电池的充电方式 尚未产业化，性能好，环保，价格高昂 目前车用电池的产业热点，性能好，环保，价格和安全性能有待进一步提高 混合动力应用最多的电池类型，性能较好，但价格高，含污染金属镍 最早应用作车用电池，目前仍有使用，成本低，但比性能较低，自放电率高，循环寿命低，不环保 寿命短，性能不适用于车用电池 污染严重，已基本被淘汰 基本退出车用电池研发领域 镍锌电池 镍镉电池 锂离子电池 燃料电池 镍氢电池 铅酸电池 车用电池发展方向 产业化易难程度和环保好差程度 难好 易差 资料来源：上海科学技术情报研究所ISTIS 1.电动汽车主要的动力电池 锂离子电池安全问题体现在哪些方面? 1、锂离子电池的充电可接受电流随着充电时间而呈指数规律下降——马斯定律 电流I 时间T 充电可接受电流 若充电电流高于可接受电流，会使电解液发生析气反应，大量发热，电池温度急剧上升。 2、极化现象 欧姆极化 电化学极化 浓差极化 极化现象 充电时电池内阻引起的电池端电压的升高 充电时电解液浓度差异造成的过电压 充电时极板上电荷的累积使极板产生的过电压 3、锂电池几乎没有耐过充的能力 ﹢ ﹣ Li Li 电压过高会造成锂离子向负极积累，解析出金属锂，使电池的蓄电能力丧失，并且此过程不可逆。发生爆炸。 电压过高时电解出氢气与氧气，浓度高时已发生爆炸 H 0 + + + 3、电池组充电时存在不均衡现象 同批次电池的容量和内阻都可能存在差异 电池组不同电池之间的放电情况存在差异 使用过程中温度等差异造成电池使用不均衡 主菜单 传统锂离子电池充电方式 恒定电流充电法 恒定电压充电法 横流恒压充电法 充电初期电流过大，可能造成电池温升过快，对电池造成不利影响。 缺点 缺点 缺点 马斯定律： 锂离子电池的充电可接受电流随着充电时间而呈指数规律下降。 为避免电流过大，电池温度过高，在恒流阶段，通常采用较小的电流充电，充电效率仍然不高 新型锂离子电池充电方式 NEW 分段恒流充电 脉冲充电法 变电电流法 充电电流I 时间T 电池的充电可接受电流曲线 变流充电电流曲线 克服了恒流恒压法前期电流过大的缺点。主要困难在于确定各阶段恒流充电电流值。 变电电流法的改进——分段恒流充电 分段恒流充电使电池的实际充电电流曲线接近充电可接受电流曲线，是实现电池快速充电的有效方法。 采用容量梯度法确定恒流充电终止标准参数，并减小阶梯恒流充电电流下降的幅度，辅以电池温度过高则 停止充电的保护控制，可实现动力电池的智能化快速充电控制。试验结果表明，这种恒流充电控制方法可 有效缩短充电时间，提高充电效率，延长电池使用寿命。 容量梯度法的关键是确定充电终止容量梯度参数，该参数如果有偏差，就不能有效缩短充电时间，或 者电池容易出现温度过高现象。此外，恒流充电电流值的下降幅度还需要进一步优化。 变电电流法的改进——分段恒流充电 脉冲充电法 脉冲充电是利用去极化的原理,在充电初期采用大电流 (相当于额定容量的 0. 8C20～1C20的电流),进行定流充电,使蓄电池在较短的时间内达到容量的60%左右。当蓄电池单体电压上升到2.4V,水开始分解而冒气泡时,由控制电路控制,开始脉冲充电。即先停止充电25～40ms(称前停充),接着再放电或反充电,使蓄电池反向通过一个较大的脉冲电流(脉冲深度为充电电流的 1.5～2倍,脉冲宽度为100～150ms),然后,再停止充电 25ms(称后停充)。以后的充电一直按:正脉冲充电———前停充———负脉冲瞬间放电———后停充———再正脉冲充电的循环过程进行,直至充足 参考文献 [1]李红林，张承宁，孙逢春，等．锂离子电池组均衡充电和保护系统研究[J]．北京理工大学学报，2004，24 (3)：210—213． [2]张辛，杨伟民，李纲园，等．智能化电池充电装置的研究[J]．上海理工大学学报，2004，26(4)：381·384． [3]苏玉刚.杜伟炯，陈强，等．锂离子电池组快速智能充电技术[J]．重庆工学院学报，2008，22(1)：90—93． [4]李国晓.电动汽车电池组快速充电研究[J].甘肃联合大学学报(自然科学版， 2011，01(5):183—187. Thanks !