電動汽車蓄電池放電后,用直流電按與放電電流相反的方向通過蓄電池,使它恢復(fù)工作能力,這個過程稱為蓄電池充電。蓄電池充電時,電池正極與電源正極相聯(lián),電池負極與電源負極相聯(lián),充電電源電壓必須高于電池的總電動勢。充電方式有恒電流充電和恒電壓充電兩種。
電動汽車充電技術(shù)充電方法的研究:
常規(guī)充電制度是依據(jù)1940年前國際公認的經(jīng)驗法則設(shè)計的。其中*著名的就是“安培小時規(guī)則”:充電電流安培數(shù),不應(yīng)超過蓄電池待充電的安時數(shù)。實際上,常規(guī)充電的速度被蓄電池在充電過程中的溫升和氣體的產(chǎn)生所限制。這個現(xiàn)象對蓄電池充電所必須的*短時間具有重要意義。
恒流充電法
恒流充電法是用調(diào)整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯(lián)電阻的方法,保持充電電流強度不變的充電方法。控制方法簡單,但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過程的進行而逐漸下降的,到充電后期,充電電流多用于電解水,產(chǎn)生氣體,使出氣過甚,因此,常選用階段充電法。
階段充電法
此方法包括二階段充電法和三階段充電法。
①二階段法采用恒電流和恒電壓相結(jié)合的快速充電方法,首先,以恒電流充電至預(yù)定的電壓值,然后,改為恒電壓完成剩余的充電。一般兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒電壓。
②三階段充電法在充電開始和結(jié)束時采用恒電流充電,中間用恒電壓充電。當電流衰減到預(yù)定值時,由第二階段轉(zhuǎn)換到第三階段。這種方法可以將出氣量減到*少,但作為一種快速充電方法使用,受到一定的限制。
恒壓充電法
充電電源的電壓在全部充電時間里保持恒定的數(shù)值,隨著蓄電池端電壓的逐漸升高,電流逐漸減少。與恒流充電法相比,其充電過程更接近于*佳充電曲線。用恒定電壓快速充電,由于充電初期蓄電池電動勢較低,充電電流很大,隨著充電的進行,電流將逐漸減少,因此,只需簡易控制系統(tǒng)。
這種充電方法電解水很少,避免了蓄電池過充。但在充電初期電流過大,對蓄電池壽命造成很大影響,且容易使蓄電池極板彎曲,造成電池報廢。鑒于這種缺點,恒壓充電很少使用,只有在充電電源電壓低而電流大時采用。例如,汽車運行過程中,蓄電池就是以恒壓充電法充電的。
快速充電法
①脈沖式充電法,這種充電法不僅遵循蓄電池固有的充電接受率,而且能夠提高電動汽車蓄電池充電接受率,從而打破了蓄電池指數(shù)充電接受曲線的限制,這也是蓄電池充電理論的新發(fā)展。
脈沖充電方式首先是用脈沖電流對電池充電,然后讓電池停充一段時間,如此循環(huán)。充電脈沖使蓄電池充滿電量,而間歇期使蓄電池經(jīng)化學反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉,使下一輪的應(yīng)恒流充電能夠更加順利地進行,使蓄電池可以吸收更多的電量。間歇脈沖使蓄電池有較充分的反應(yīng)時間,減少了析氣量,提高了蓄電池的充電電流接受率。
②2REFLEXTM快速充電法,這種技術(shù)是美國的一項**技術(shù),它主要面對的充電對象是鎳鎘電池。由于它采用了新型的充電方法,解決了鎳鎘電池的記憶效應(yīng),因此,大大降低了蓄電池的快速充電的時間。鉛酸蓄電池的充電方法和對充電狀態(tài)的檢測方法與鎳鎘電池有很大的不同,但它們之間可以相互借REFLEXTM充電法的一個工作周期包括正向充電脈沖,反向瞬間放電脈沖,停充維持3個階段。
③變電流間歇充電法,這種充電方法建立在恒流充電和脈沖充電的基礎(chǔ)上。其特點是將恒流充電段改為限壓變電流間歇充電段。充電前期的各段采用變電流間歇充電的方法,保證加大充電電流,獲得絕大部分充電量。充電后期采用定電壓充電段,獲得過充電量,將電池恢復(fù)至完全充電態(tài)。通過間歇停充,使蓄電池經(jīng)化學反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉,使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進行,使蓄電池可以吸收更多的電量。
④變電壓間歇充電法,在變電流間歇充電法的基礎(chǔ)上又有人提出了變電壓間歇充電法。與變電流間歇充電方法不同之處在于**階段的不是間歇恒流,而是間歇恒壓。在每個恒電壓充電階段,由于是恒壓充電,充電電流自然按照指數(shù)規(guī)律下降,符合電池電流可接受率隨著充電的進行逐漸下降的特點。
⑤變電壓變電流波浪式間歇正負零脈沖快速充電法,合脈沖充電法、ReflexTM快速充電法、變電流間歇充電法及變電壓間歇充電法的優(yōu)點,變電壓變電流波浪式正負零脈沖間歇快速充電法得到發(fā)展應(yīng)用。脈沖充電法充電電路的控制一般有兩種:
1)脈沖電流的幅值可變,而PWM(驅(qū)動充放電開關(guān)管)信號的頻率是固定的;
2)脈沖電流幅值固定不變,PWM信號的頻率可調(diào)。
脈沖電流幅值和PWM信號的頻率均固定,PWM占空比可調(diào),在此基礎(chǔ)上加入間歇停充階段,能夠在較短的時間內(nèi)充進更多的電量,提高蓄電池的充電接受能力。