电动汽车电池充电是一个相对比较复杂的过程,充电过程中,电能转化为化学能在电池的正负两级形成材料堆积。由于电池的构造特性,在充电的过程中,随着电池电量的不断提升,电池正负极两端的电压也随之上升,充电电流的大小由充电动机输出电压与电池电压的压差决定,称之为充电压差。由于电池组的整体电阻相对很小,如果固定充电电压,在电池充电初期,电池电压较低,充电压差较大,这时充电电流会非常大,会导致电池过热甚至电池损伤。在电池电量不断上升之后,电池电压逐渐升高,充电压差不断缩小,会导致充电电流很小,无法满足充电要求。因此,这就要求对充电过程要有一个合理的充电安排。
今天小编将带大家以通俗易懂的方式了解电动汽车的充电过程和几种充电方法是怎么回事,为让大家对充电相关概念有个更清楚的认识,本文对充电桩、充电站及常用名词也做了解释,名词解释均来自相关标准。这样大家对充电的相关知识就有了更系统的认识。
一、电动汽车充电过程
电池的充电过程通常可分为预充电、 快速充电、 补足充电、 涓流充电。
1.预充电
对长期不用的或新电池充电时,一开始就采用快速充电,会影响电池的寿命。因此,这种电池应先用小电流充电,使其满足一定的充电条件,这个阶段称为预充电。
2.快速充电
快速充电就是用大电流充电,迅速恢复电池电能。快速充电速率一般在 1C 以上,快速充时间由电池容量和充电速率决定。 快速充电分恒流充电和脉冲充电两种,恒流充电就是以恒定电流对电流充电。 脉冲充电则是首先用脉冲电流对电池充电,然后让电池放电,如此循环。
3.补足充电
采用某些快速充电止法时,快速充电终止后,电池并未充足电。为了保证充入 100%的电量,还应加入补足充电过程。补足充电速率一般不超过0.3C。
4.涓流充电
在补足充电过程中,温度会继续上升,当温度超过规定的极限时,充电器转入涓流充电状态。为保证电池充电不过充,可以采用定时控制、电压控制和温度控制的综合控制法。
二、充电方法
在电池电压较低的时候控制电流以一个较为恒定的电流充电。电池电压达到一定高度接近充满的时候,又要保障电池电压以一定的速度缓慢上升,保证电池能够充满。因此,综上充电过程,总结电动汽车电池充电方法主要有恒(定)流充电、恒(定)压充电和脉冲快速充电,可根据具体情况选择一种充电方法或几种方法的组合方法,现代智能型蓄电池充电器可设置不同的充电方法。
1.恒流充电
恒流充电是指充电过程中使充电电流保持不变的方法。恒流充电具有较大的适应性,容易将蓄电池完全充足,有益于延长蓄电池的寿命。缺点是在充电过程中,需要根据逐渐升高的蓄电池电动势调节充电电压,以保持电流不变,充电时间也较长。
恒流充电是一种标准的充电方法,有如下4种充电方法:
(1)涓流充电,即维持电池的满充电状态,恰好能抵消电池自放电的一种充电方法,其充电电率对满充电的电池长期充电无害,但对完全放电的电池充电,电流太小。
(2)最小电流充电,是指在能使深度放电的电池有效恢复电池容量的前提下,把充电电流尽可能地调整到最小的方法。
(3)标准充电,即采用标准速率充电,充电时间为14h。
(4)高速率(快速)充电,即在3h内就给蓄电池充满电的方法,这种充电方法需要自动控制电路保护电池不损坏。
2.恒压充电
恒压充电是指充电过程中保持充电电压不变的充电方法,充电电流随蓄电池电动势的升高而减小。合理的充电电压,应在蓄电池即将充足时使其充电电流趋于0。如果电压过高会造成充电初期充电电流过大和过充电,如果电压过低则会使蓄电池充电不足。充电初期若充电电流过大,则应适当调低充电电压,待蓄电池电动势升高后再将充电电压调整到规定值。
恒压充电的优点是充电时间短,充电过程无需调整电压,较适合于补充充电。缺点是不容易将蓄电池完全充足,充电初期大电流对极板会有不利影响。
3.脉冲充电
脉冲充电是先用脉冲电流对电池充电,然后让电池短时间、大脉冲放电,在整个充电过程中使电池反复充、放电。
三、充电桩/站组成和功能
1.充电桩组成和功能
充电桩由桩体、电气模块、计量模块等部分组成。充电桩包括交流充电桩和直流充电桩。充电桩通常以成组的型式进行设置,以提高其利用率。充电桩基本功能为供电或充电、计量和通信,扩展功能为计费。
2.充电站组成和功能
与充电桩不同,充电站主要由行车道、充电区、供配电设施、充电装置、监控装置等组成。公共充电站还应包括营业场所。
具有电池更换功能的充电站应包括备用电池存储,电池更换的设施及场所。充电站供配电设施由高压开关柜、变压器、低压开关柜及其电力、控制线路等组成。
四、名词解释
小编特将充电相关名词解释梳理如下,名词解释均来自相关标准。
1.车载充电机 On-Board Charger
固定安装在电动汽车上的充电机。
2.非车载充电机 Off-Board Charger
固定安装在电动汽车外、与交流电网连接,为电动汽车动力电池提供直流电能的充电机。
3.非车载充电机 Off-Board Charger
固定安装在电动汽车外、与交流电网连接,为电动汽车动力电池提供直流电能的充电机。
4.非车载充电机 Off-Board Charger
固定安装在电动汽车外、与交流电网连接,为电动汽车动力电池提供直流电能的充电机。
5.充电机效率 Charging Efficiency
充电机的直流输出功率与交流输入有功功率之比。
8.交流充电桩AC Charging Point
固定安装在电动汽车外、与交流电网连接,为电动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置。
9.直流充电桩DC Charging Point
固定安装在电动汽车外、与交流电网连接,为电动汽车动力电池提供小功率直流电源的供电装置。
