电动汽车铅酸电池充电技术概述.doc

电动汽车铅酸电池充电技术概述.doc电动汽车铅酸电池充电技术概述
动力电池是电动汽车的关键技术之一。1881年特鲁夫(Gustave Trouve)制造出世界上第一辆电动三轮车时，使用的是铅酸电池。目 前，仍有不少混合动力汽车和纯电动汽车采用新一代铅酸电池。近十 多年来，锂离子动力电池在电动汽车生产中得到应用，越来越显示出 其优越性。
定理：1)对于任何给定的放电电流，电池的充电接受电流与放出容量 的平方根成正比；2)对于任何放电深度，一个电池的充电接受比与放 电电流的对数成正比，可以通过提高放电电流来增大充电接受比；3) 一个电池经几种放电率放电，其接受电流是各放电率接受电流之总 和。也就是说，可以通过放电来提高蓄电池的充电可接受电流。在蓄 电池充电接受能力下降时，可以在充电的过程中加入放电来提高接受 能力。
汽车动力电池的性能和寿命与很多因素有关，除了其自身的参 数，如电池的极板质量、电解质的浓度等外；还有外部因素，如电 池的充放电参数，包括充电方式、充电结束电压、充放电的电流、放 电深度等等。这给电池管理系统BMS估计蓄电池的实际容量和SOC 带来很多困难，需要考虑到很多的变量。WG6120HD混合动力电动 汽车的电池管理系统是建立在SOC数值的管理上。SOC (state of charge)指的是电池内部参加反应的电荷参数的变化状态，反映蓄电池 。

铅酸蓄电池是一个很复杂的化学反应系统。充放电电流的大小和 它工作温度等外部因素都会影响蓄电池的性能。计算电池的SOC值, 并根据汽车的运行状态以及其它的参数来确定汽车的运行模式，是电 动汽车的一项关键技术。
铅酸蓄电池的应用历史最长，也是最成熟、成本售价最低廉的蓄 电池，已实现大批量生产。但它比能量低，自放电率高，循环寿命低。 当前存在的主要问题是其一次充电的行程短。近期开发的第三代圆柱 型密封铅酸蓄电池和第四代TMF（箔式卷状电极）密封铅酸蓄电池已 经应用于EV和HEV电动汽车上。尤其是第三代VRLA蓄电池的低 阻抗优点可以控制快速充电过程中的欧姆热，延长电池的寿命。
脉冲分阶段恒流快速充电方法能很好地适应混合动力汽车铅酸 蓄电池在变电流放电状态下，充电时间短，使蓄电池荷电状态SOC 始终保持在50%-80%范围内的要求。试验表明，只需要196秒， 就可以使蓄电池电量从50%C充到80%Co这种充电方法基本满足 了蓄电池的接受曲线，蓄电池的温升较小，产生气体少，压力效应不 大，而且充电时间短。
最优的充电方式是充电电流始终遵循固有充电接受曲线，在充电 过程中，充电接受率保持不变，随着时间的增加，充电电流按固有充 电接受曲线递减（指数曲线递减），这样充电时间最短。脉冲去极化充 电方法能实现快速、高效率充电，但设备昂贵，对某些蓄电池不