電動(dòng)汽車快速充電技術(shù)原理介紹

充電器作為電動(dòng)汽車的能量補(bǔ)給裝置，其充電性能關(guān)系到電池組的使用壽命、充電時(shí)間。實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池快速、高效、安全、合理的電量補(bǔ)給是電動(dòng)汽車充電器設(shè)計(jì)的基本原則，另外，還要考慮充電器對(duì)各種動(dòng)力電池的適用性。

圖1所示為快速充電器的控制系統(tǒng)組成，該系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)充電器所采用的連續(xù)電流充電和脈沖電流充電方式，采用了智能化的變脈沖充電方式，即采用如圖2所示的充電電流脈沖，包括充電脈沖T1間歇脈沖T2以及放電脈沖T3。

該快速充電器根據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)到的電池組的端電壓、充電電流、溫度、動(dòng)態(tài)內(nèi)阻等信息，按照馬斯充電定律，通過(guò)采用智能控制算法實(shí)施對(duì)充電電流脈沖寬度T1、間歇時(shí)間T2、放電電流脈沖T3的分段調(diào)節(jié)，以消除被充電電池組的電極化現(xiàn)象，使電池組時(shí)刻處于較佳的電流接受狀態(tài)，提高充電速度和充電效率。具體調(diào)節(jié)過(guò)程是，首先用較寬的充電脈沖進(jìn)行充電，蓄電池的端電壓上升，當(dāng)?shù)竭_(dá)充電時(shí)間T1時(shí)，充電器暫停充電，當(dāng)充電間歇時(shí)間達(dá)到T2時(shí)充電器繼續(xù)充電，如此反復(fù)；當(dāng)電壓上升到設(shè)定的電壓值V1時(shí)，根據(jù)程序的設(shè)定，減小充電脈沖占空比，并給蓄電池充電，當(dāng)電池端電壓達(dá)到設(shè)定值V2時(shí)，充電器間歇暫停充電；根據(jù)反饋電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出脈沖的占空比，經(jīng)過(guò)短時(shí)間停止充電，蓄電池的極化電壓迅速下降，如此反復(fù)循環(huán)，直至達(dá)到蓄電池組的充電終止電壓V3。該快速充電器首次實(shí)現(xiàn)了按照被充電電池的實(shí)際充電狀態(tài)(電流、電壓、溫度、動(dòng)態(tài)內(nèi)阻等)對(duì)脈沖充電器充電脈沖實(shí)施智能化的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，將充電器和被充電電池上升為一個(gè)系統(tǒng)問(wèn)題綜合考慮，通過(guò)引入智能化調(diào)節(jié)算法，使該充電器具有更廣泛的適用性。

圖3為一典型的地面充電站中充電器的方案，該充電器由一個(gè)能將輸人的交流電轉(zhuǎn)換為直流電的整流器和一個(gè)能調(diào)節(jié)直流電功率的功率轉(zhuǎn)換器組成，通過(guò)把帶電線的插頭插入電動(dòng)汽車上配套的插座中，直流電能就輸入蓄電池對(duì)其充電。充電器設(shè)置了一個(gè)鎖止杠桿以利于插入和取出插頭，同時(shí)杠桿還能提供一個(gè)確定已經(jīng)鎖緊的信號(hào)以確保安全。根據(jù)充電器和車上電池管理系統(tǒng)相互之間的通訊，功率轉(zhuǎn)換器能在線調(diào)節(jié)直流充電功率，而且充電器能顯示充電電壓、充電電流、充電量和充電費(fèi)用等。