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。
這就要求充電動機有一個合理的充電安排,并要求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。因此充電過程大致可分為三個階段,分別是恒流階段、恒壓階段和截止階段。
恒流階段是電池充電的前期階段,這個階段占充電過程的絕大多數時間,一般達到整個充電過程的80%以上。在這個過程中,充電動機首先根據電動汽車電池的電壓設定充電初始電壓,然后電壓隨著電池的電壓變化不斷進行調整,使充電壓差基本保持不變,從而保證充電的過程能夠以一個相對恒定的電流進行,因而稱之為恒流階段。
隨著電池電量的不斷增加,電池的電壓也會隨之上升。在達到一定的電池電壓之后,如果再繼續保持穩定的充電壓差,則會導致充電過壓而損壞電池。因此在此階段,通過控制電池的電壓,將充電電壓提升到充滿狀態并保持恒定,以合理的電壓控制充電電流,因而稱之為恒壓階段。
截止階段實際上在電池充電過程中屬于對電池是否已充滿的判斷過程。電池在最后的恒壓充電階段內,充電的電流不斷降低,如果不去管理,電流將持續降低。當電流降低到一定階段,電壓壓差非常小,再繼續充電,電流變化和充電壓差變化都變得非常緩慢,如果持續充電到電流變為零,理論上需要無窮長的時間,因而再繼續充電變得毫無意義。將判斷充電結束的階段稱之為截止階段。為了保證充電的效率,減少不必要的浪費,當電動汽車電池充電的電流降低到一定的數值的時候,認為該電池組接近充滿,可以結束充電。在這個階段,需要對充電動機進行參數設置,通過合適的充電電流作為充電結束標志,對充電動機發出充電結束指令。
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