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锂电池快速充电方法
电动汽车时常会出现这样的介绍:“快速充电,半小时充电80%,续航
300公电接受能力就是在特定环境条件下,具备一定荷电量的可充电电池充电的最大电流。
可以接受的含义是不会产生不应有的副反应,不会对电芯的寿命和性能造成不良影响。
进而理解一下三定律。第一定律,在电池放出一定电量以后,其充电接受能力与当前荷电量有关,荷电量越低,其充电接受能力越高。第二定律,充电过程中,出现脉冲放电,有助于帮助电池提高实时的可接受电流值;第三定律,充电接受能力会受到充电时刻以前的充放电情况的叠加影响。
如果马斯理论也适用于锂电池,则反向脉冲充电(下文中具体名称为Reflex快速充电法)除了可以用去极化的角度解释其对温升抑制有帮助以外,马斯理论也作为对脉冲方法的支撑。而更进一步的,真正将马斯理论全盘运用的,是智能充电方法,即跟踪电池参数,使得充电电流值始终因循锂电池的马斯曲线变化,使得在安全边界以内,充电效率达到最大化。
常见快速充电方法锂电池的充电方法有很多种,针对快速充电的要求,其主要方法包括脉冲充电、Reflex充电,和智能充电。不同的电池类型,其适用的充电方式也不完全相同,在方法这节不做具体区分。
脉冲充电这是来自文献中的一个脉冲充电方式,,。暂且不提其具体参数设置的合理性,不同类型电芯存在差异。我们关注一下脉冲实施过程。
下面是脉冲充电曲线,主要包括三个阶段:预充、恒流充电和脉冲充电。在恒流充电过程中以恒定电流对电池进行充电,部分能量被转移到电池内部。
当电池电压上升到上限电压()时,进入脉冲充电模式:用1C的脉冲电流间歇地对电池充电。在恒定的充电时间Tc内电池电压会不断升高,充电停止时电压会慢慢下降。当电池电压下降到上限电压()后,以同样的电流值对电池充电,开始下一个充电周期,如此循环充电直到电池充满。
脉冲充电曲线乙轴蛔
在脉冲充电过程中,电池电压下降速度会渐渐减慢,停充时间T0会变长,当恒流充电占空比低至5%〜10%时,认为电池已经充满,终止充电。与常规充电方法相比,脉冲充电能以较大的电流充电,在停充期电池的浓差极化和欧姆极化会被消除,使下一轮的充电更加顺利地进行,充电速度快、温度的变化小、对电池寿命影响小,因而目前被广泛使用。但其缺点很明显:需要一个有限流功能的电源,这增加了脉冲充电方式的成本。
间歇充电法锂电池间歇充电法包括变电流间歇充电法和变电压间歇充电法。
1)变电流间歇充电法变电流间歇充电法是由厦门大学陈体衔教授提出来的,它的特点是将恒流充电改为限压变电流间歇充电。如下图所示,变电流间歇充电法的第一阶段,先采用较大电流值对电池充电,在电池电压达到截止电压V0时停止充电,此时电池电压急剧下降。保持一段停充时间后,采用减小的充电电流继续充电。当电池电压再次上升到截止电压V0时停止充电,如此往复数次(一般约为3〜4次)充电电流将减小设定的截止电流值。然后进入恒电压充电阶段,以恒定电压对电池充电直到充电电流减小到下限值,充电结束。
变电流间歇充电法的主充阶段在限定充电电压条件下,采用了电
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