锂离子动力电池充电方法和充电站建设简介.ppt

北京交通大学
电气工程学院
*
锂离子动力电池充电方法和充电站建设简介
1
建筑精选课件
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
2
建筑精选课件
*
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~
3
建筑精选课件
*
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电容量，但电池的循环次数减少
4
建筑精选课件
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）
5
建筑精选课件
*
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

1/3C充电
½充电
10C充电
< 0 °C
不允许
不允许
不允许
不允许
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
6
建筑精选课件
*
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
0
100
300
500
1000
1500
2000
0~100%
100%
95%
92%
90%
87%
84%
81%
80%~100%
100%
%
%
%
%
%
%
20%~80%
100%
%
%
%
%
%
%
0~20%
100%
%
%
%
%
%
%
7
建筑精选课件
*
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）利用电池管理系统对单体电池的容量差异进行修正；
8
建筑精选课件
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
9
建筑精选课件
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；
10
建筑精选课件