随着全球气候恶化, 全人类在讨论如何应对气候变化, 节能减排、寻找新能源是减少环境破坏的重要途径. 目前全球汽车保有量已达10 亿, 汽车尾气是加剧环境恶化的重要因素, 为此, 许多企业机构正在研发无污染的电动汽车, 而电动汽车动力电池是其中最核心的部分, 是重点研究的方向。
目前, 大多数电动汽车企业和研究机构均采用锂离子电池组作为其动力电池. 锂离子电池有很多优点, 与传统的镍镉、镍氢电池相比, 锂离子电池体积小、重量轻、工作电压高、容量大, 锂离子电池的能量密度很高, 它的容量是同重量的镍氢电池的1. 5~ 2 倍, 而且具有很低的自放电率, 另外, 锂离子电池几乎没有“记忆效应”
充阶段:电池在低电量状态下,使用较小的恒定电流充电,以避免因电压过低导致的电池损坏。
(2) 恒流充电阶段:当电池电压升至一定值后,切换到恒定电流充电,电流保持在一个设定值,直到电池电压接近饱和。
(3) 恒压充电阶段:当电池电压达到电池的终止充电电压时,充电器改为恒定电压充电,此时充电电流会自然减小,直到充电电流降至安全范围内的一个小值,充电过程结束。
这种充电方式结合了恒定电流和恒定电压的优点,既能快速补充电池电量,又能避免过充,提高电池的使用寿命。
2. 快速充电技术
随着电动汽车的需求增加,快速充电技术成为研究热点。快充技术通过提高充电电流或电压,缩短充电时间,但同时需要解决电池热管理问题,以防止过热和电池损伤。一种常见的快充策略是脉冲充电,它通过周期性的电流脉冲和休息时段来控制电池温度,同时减少内部电阻造成的热量。
3. 电池管理系统(BMS)
为了优化电池组的性能和安全性,电动汽车通常配备电池管理系统。BMS负责监控每个单体电池的电压、温度和电流,确保它们均衡充电,防止过充或过放,延长电池组的使用寿命。此外,BMS还能预测电池状态,提供准确的剩余电量(SOC)信息,对充电策略进行动态调整。
4. 充电基础设施的发展
快速充电技术的发展离不开充电基础设施的升级。直流快充(DCFC)站的普及,能提供高功率的充电服务,使电动汽车在短时间内获得足够的能量。同时,智能充电网络的发展,如V2G(车辆到电网)技术,允许电动汽车在充电的同时参与电网平衡,为电网提供灵活性和储能服务。
总结来说,电源技术中的最佳充电方式应兼顾速度、安全性和电池寿命。对于电动汽车电池组,快速充电技术的研究至关重要,它不仅需要高效,还要考虑到电池的健康状态和整体系统的稳定性。目前,恒流/恒压充电法结合快充策略和电池管理系统,是电动汽车充电技术的主要发展方向。随着技术的不断进步,未来我们有望看到更高效、更环保的充电解决方案。