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锂电池快速充电方法.docx


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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公里,完全解决你的里程焦虑!”快充,商用车用来提升设备使用效 率,乘用车用来解决里程焦虑,不断逼近“加一箱油”的时间。大有成为标 配的趋势。今述包含三个层次,是为马斯三定律:
对于任何给定的放电电流,蓄电池充电时的电流接受比a与电池放出的 容量平方根成反比;
对于任何给定的放电量,a与放电电流Id的对数成正比;
蓄电池在以不同的放电率放电后,其最终的允许充电电流It (接受能 力)是各个放电率下的允许充电电流的总和。
以上定理,也是充电接受能力这个概念的来源。先理解一下什么是充电接受 能力。找了一圈,没有看到统一官方的定义。按照自己的理解,充电接受能 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,其脉冲阶段设置在充电触及上限电压 ,。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( V )时,进入脉冲充电模式:用1 C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( V )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。
电池电压
Tc.
顼兗 恒源区
脉冲充电曲线
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 TO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

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  • 时间2022-06-21
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