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純電動汽車的充電策略

智能汽車電子與軟件 ? 來源:電控知識搬運工 ? 2023-08-08 16:53 ? 次閱讀

純電動汽車在使用過程中,應根據實際情況準確把握充電時間,參考平時使用頻率及行駛里程情況,把握充電頻次,正常行駛時,如果電量表指示紅燈和黃燈亮,就應充電;如只剩下紅燈亮,應停止運行;盡快充電,否則電瓶過度放電會嚴重縮短其壽命。充滿電后運行時間較短就充電,充電時間不宜過長,否則會形成過度充電,使電瓶發熱。過度充電、過度放電和充電不足都會縮短電瓶壽命。一般情況蓄電池平均充電時間在10小時左右。充電過程如電瓶溫度超過65℃,應停止充電。

純電動汽車充電:一種就是常規的充電方式。這種充電方式是采用恒壓、恒流的傳統充電方式對電動汽車進行充電。第二種充電方式是快速充電。這種充電方式是以150到400A的高充電電流在短時間內為蓄電池完成充電。對于純電動汽車而言,目前現有的充電方式大致分為兩種,慢充和快充,現分別對這兩種方式進行簡單介紹:

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由于快充方式充電速度較快,非常受用戶歡迎,但這種充電方式對電芯設計和制程要求較高,需要電池廠商在化學體匹配,充電策略優化等具備很強的實力,同時快充樁一次投入成本較高,短時用電消耗較大,對電網沖擊較大,需要配套一系列的基礎設施。但不可否認的是,新一代高效超級快充充電樁和長壽命動力電池技術的開發,對整個新能源汽車行業的發展是至關重要的,因為充電速度的提升能夠大大提升用戶的體驗,提升用戶的用車效率,減少等待時間。所以未來安全和高效的快速充電技術,必然是各大主機廠,電池廠和充電樁生產企業追逐和競爭的焦點。

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階梯充電是使用了類似階梯狀的電流map對電池進行充電,每個階梯的終點對應一個截止電壓,這種方法對電池的能力進行了更加合理的利用,具體分析如下:對于一個特定化學體系的電池來說,其能安全快速充電的區間其實是固定的,隨著充電SOC的提升,電芯的充電能力是會隨之降低的,如果此時能夠靈活的調整充電倍率,在低SOC區間,由于其充電能力較強,窗口較寬,可以適當提升充電倍率,提升充電速度,而在高SOC區間,電芯的充電能力變弱,這個時候可以適當降低充電倍率,原則上保證電池在整個充電過程中不析鋰。這樣就通過找到不同SOC區間不析鋰的最大充電能力,同時結合快充總時間的要求,優化得到一系列的快充策略,之后再通過實際充放電實驗驗證電池的循環性能,進而找到最優的充電策略。故相比于相比恒流恒壓法,階梯充電更加有利于提升電池的壽命。

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不同快充策略充電時間對比[3]

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不同快充策略電芯界面對比[3]

脈沖充電是通過先施加一個瞬時的大電流對電池進行充電,之后電流降為0,靜置很短的時間后,再施加一個瞬時放電,通過交替瞬時大電流充電—靜置—瞬時大電流放電的過程,達到對電池快速充電的目的。之所以這種方法能夠安全的快速充電,是因為通過瞬時的靜置和放電,降低了由于瞬時大倍率充電所帶來的濃差極化,避免電池快速到達充電截止電壓而導致充電容量偏低的問題[2]。脈沖充電技術目前在電動汽車領域應用沒有階梯充電廣泛,這可能因為脈沖瞬時的大電流需要較高的電網負荷,同時也需要現有的充電樁不僅能對電池進行充電,還要能實現放電的功能,這些對目前現有的充電技術和設施都是不小的挑戰。

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原文標題:純電動汽車的充電策略

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