纯电动汽车的充电策略

描述

纯电动汽车在使用过程中,应根据实际情况准确把握充电时间,参考平时使用频率及行驶里程情况,把握充电频次,正常行驶时,如果电量表指示红灯和黄灯亮,就应充电;如只剩下红灯亮,应停止运行;尽快充电,否则电瓶过度放电会严重缩短其寿命。充满电后运行时间较短就充电,充电时间不宜过长,否则会形成过度充电,使电瓶发热。过度充电、过度放电和充电不足都会缩短电瓶寿命。一般情况蓄电池平均充电时间在10小时左右。充电过程如电瓶温度超过65℃,应停止充电。

纯电动汽车充电:一种就是常规的充电方式。这种充电方式是采用恒压、恒流的传统充电方式对电动汽车进行充电。第二种充电方式是快速充电。这种充电方式是以150到400A的高充电电流在短时间内为蓄电池完成充电。对于纯电动汽车而言,目前现有的充电方式大致分为两种,慢充和快充,现分别对这两种方式进行简单介绍:

蓄电池

蓄电池

蓄电池

由于快充方式充电速度较快,非常受用户欢迎,但这种充电方式对电芯设计和制程要求较高,需要电池厂商在化学体匹配,充电策略优化等具备很强的实力,同时快充桩一次投入成本较高,短时用电消耗较大,对电网冲击较大,需要配套一系列的基础设施。但不可否认的是,新一代高效超级快充充电桩和长寿命动力电池技术的开发,对整个新能源汽车行业的发展是至关重要的,因为充电速度的提升能够大大提升用户的体验,提升用户的用车效率,减少等待时间。所以未来安全和高效的快速充电技术,必然是各大主机厂,电池厂和充电桩生产企业追逐和竞争的焦点。

蓄电池

阶梯充电是使用了类似阶梯状的电流map对电池进行充电,每个阶梯的终点对应一个截止电压,这种方法对电池的能力进行了更加合理的利用,具体分析如下:对于一个特定化学体系的电池来说,其能安全快速充电的区间其实是固定的,随着充电SOC的提升,电芯的充电能力是会随之降低的,如果此时能够灵活的调整充电倍率,在低SOC区间,由于其充电能力较强,窗口较宽,可以适当提升充电倍率,提升充电速度,而在高SOC区间,电芯的充电能力变弱,这个时候可以适当降低充电倍率,原则上保证电池在整个充电过程中不析锂。这样就通过找到不同SOC区间不析锂的最大充电能力,同时结合快充总时间的要求,优化得到一系列的快充策略,之后再通过实际充放电实验验证电池的循环性能,进而找到最优的充电策略。故相比于相比恒流恒压法,阶梯充电更加有利于提升电池的寿命。

蓄电池

不同快充策略充电时间对比[3]

蓄电池

不同快充策略电芯界面对比[3]

脉冲充电是通过先施加一个瞬时的大电流对电池进行充电,之后电流降为0,静置很短的时间后,再施加一个瞬时放电,通过交替瞬时大电流充电—静置—瞬时大电流放电的过程,达到对电池快速充电的目的。之所以这种方法能够安全的快速充电,是因为通过瞬时的静置和放电,降低了由于瞬时大倍率充电所带来的浓差极化,避免电池快速到达充电截止电压而导致充电容量偏低的问题[2]。脉冲充电技术目前在电动汽车领域应用没有阶梯充电广泛,这可能因为脉冲瞬时的大电流需要较高的电网负荷,同时也需要现有的充电桩不仅能对电池进行充电,还要能实现放电的功能,这些对目前现有的充电技术和设施都是不小的挑战。

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