電動汽車電池充電是一個相對比較復雜的過程,充電過程中,電能轉化為化學能在電池的正負兩級形成材料堆積。由于電池的構造特性,在充電的過程中,隨著電池電量的不斷提升,電池正負極兩端的電壓也隨之上升,充電電流的大小由充電動機輸出電壓與電池電壓的壓差決定,稱之為充電壓差。由于電池組的整體電阻相對很小,如果固定充電電壓,在電池充電初期,電池電壓較低,充電壓差較大,這時充電電流會非常大,會導致電池過熱甚至電池損傷。在電池電量不斷上升之后,電池電壓逐漸升高,充電壓差不斷縮小,會導致充電電流很小,無法滿足充電要求。因此,這就要求對充電過程要有一個合理的充電安排。
今天小編將帶大家以通俗易懂的方式了解電動汽車的充電過程和幾種充電方法是怎么回事,為讓大家對充電相關概念有個更清楚的認識,本文對充電樁、充電站及常用名詞也做了解釋,名詞解釋均來自相關標準。這樣大家對充電的相關知識就有了更系統的認識。
電動汽車充電過程與充電方法詳解
一、電動汽車充電過程
電池的充電過程通常可分為預充電、 快速充電、 補足充電、 涓流充電。
1.預充電
對長期不用的或新電池充電時,一開始就采用快速充電,會影響電池的壽命。因此,這種電池應先用小電流充電,使其滿足一定的充電條件,這個階段稱為預充電。
2.快速充電
快速充電就是用大電流充電,迅速恢復電池電能。快速充電速率一般在 1C 以上,快速充時間由電池容量和充電速率決定。 快速充電分恒流充電和脈沖充電兩種,恒流充電就是以恒定電流對電流充電。 脈沖充電則是首先用脈沖電流對電池充電,然后讓電池放電,如此循環。
3.補足充電
采用某些快速充電止法時,快速充電終止后,電池并未充足電。為了保證充入 100%的電量,還應加入補足充電過程。補足充電速率一般不超過0.3C。
4.涓流充電
在補足充電過程中,溫度會繼續上升,當溫度超過規定的極限時,充電器轉入涓流充電狀態。為保證電池充電不過充,可以采用定時控制、電壓控制和溫度控制的綜合控制法。
二、充電方法
在電池電壓較低的時候控制電流以一個較為恒定的電流充電。電池電壓達到一定高度接近充滿的時候,又要保障電池電壓以一定的速度緩慢上升,保證電池能夠充滿。因此,綜上充電過程,總結電動汽車電池充電方法主要有恒(定)流充電、恒(定)壓充電和脈沖快速充電,可根據具體情況選擇一種充電方法或幾種方法的組合方法,現代智能型蓄電池充電器可設置不同的充電方法。
1.恒流充電
恒流充電是指充電過程中使充電電流保持不變的方法。恒流充電具有較大的適應性,容易將蓄電池完全充足,有益于延長蓄電池的壽命。缺點是在充電過程中,需要根據逐漸升高的蓄電池電動勢調節充電電壓,以保持電流不變,充電時間也較長。
恒流充電是一種標準的充電方法,有如下4種充電方法:
(1)涓流充電,即維持電池的滿充電狀態,恰好能抵消電池自放電的一種充電方法,其充電電率對滿充電的電池長期充電無害,但對完全放電的電池充電,電流太小。
(2)最小電流充電,是指在能使深度放電的電池有效恢復電池容量的前提下,把充電電流盡可能地調整到最小的方法。
(3)標準充電,即采用標準速率充電,充電時間為14h。
(4)高速率(快速)充電,即在3h內就給蓄電池充滿電的方法,這種充電方法需要自動控制電路保護電池不損壞。
2.恒壓充電
恒壓充電是指充電過程中保持充電電壓不變的充電方法,充電電流隨蓄電池電動勢的升高而減小。合理的充電電壓,應在蓄電池即將充足時使其充電電流趨于0。如果電壓過高會造成充電初期充電電流過大和過充電,如果電壓過低則會使蓄電池充電不足。充電初期若充電電流過大,則應適當調低充電電壓,待蓄電池電動勢升高后再將充電電壓調整到規定值。
恒壓充電的優點是充電時間短,充電過程無需調整電壓,較適合于補充充電。缺點是不容易將蓄電池完全充足,充電初期大電流對極板會有不利影響。
3.脈沖充電
脈沖充電是先用脈沖電流對電池充電,然后讓電池短時間、大脈沖放電,在整個充電過程中使電池反復充、放電。
三、充電樁/站組成和功能
1.充電樁組成和功能
充電樁由樁體、電氣模塊、計量模塊等部分組成。充電樁包括交流充電樁和直流充電樁。充電樁通常以成組的型式進行設置,以提高其利用率。充電樁基本功能為供電或充電、計量和通信,擴展功能為計費。
2.充電站組成和功能
與充電樁不同,充電站主要由行車道、充電區、供配電設施、充電裝置、監控裝置等組成。公共充電站還應包括營業場所。
具有電池更換功能的充電站應包括備用電池存儲,電池更換的設施及場所。充電站供配電設施由高壓開關柜、變壓器、低壓開關柜及其電力、控制線路等組成。
電動汽車充電過程與充電方法詳解
四、名詞解釋
小編特將充電相關名詞解釋梳理如下,名詞解釋均來自相關標準。
1.車載充電機 On-Board Charger
固定安裝在電動汽車上的充電機。
2.非車載充電機 Off-Board Charger
固定安裝在電動汽車外、與交流電網連接,為電動汽車動力電池提供直流電能的充電機。
3.非車載充電機 Off-Board Charger
固定安裝在電動汽車外、與交流電網連接,為電動汽車動力電池提供直流電能的充電機。
4.非車載充電機 Off-Board Charger
固定安裝在電動汽車外、與交流電網連接,為電動汽車動力電池提供直流電能的充電機。
5.充電機效率 Charging Efficiency
充電機的直流輸出功率與交流輸入有功功率之比。
8.交流充電樁AC Charging Point
固定安裝在電動汽車外、與交流電網連接,為電動汽車車載充電機提供交流電源的供電裝置。
9.直流充電樁DC Charging Point
固定安裝在電動汽車外、與交流電網連接,為電動汽車動力電池提供小功率直流電源的供電裝置。
