高功率Ni-MH电池快速充电技术的研究(p.442-444).pdfVIP

F07 高功率Ni．MH电池快速充电技术研究 范美强1。p，廖维林‘舢，吴伯荣“ (北京有色金属研究总院，江西师范大学) 摘要：充电控制方法是保证动力镍氢电池快速充电的重要前提。本文通过80Ah动力镍氢电池充电实验， 的最大可接受充电电流(在170A—230A之间)。 关键词：镍氢电池快速充电温升速率控制法 镍氢电池是清洁无污染的绿色能源，具有高比功率，高比能量等优点，在电动车上呈现巨大的发展潜力． 充电技术是制约电动车用蓄电池的瓶颈之一从纯电动车角度看，快速充电技术可节省充电时间，提高电动 车的机动性，在里程范围内充分利用电池容量，从混合电动车应用看，快速充电简化功率控制方法，提高 制动能量回收．所以合理快速充电，不断减少充电时间，增加能量效率，而且有助于电动汽车的推广应用。 美国USABC规定电动车用蓄电池充电目标为：蓄电池在3—6小时内充满电，大电流在】5分钟充入荷电 量40．80％．，目前，铅酸电池快速充电技术研究比较成熟，流行的快速充电控制方法为控制电池无内阻电 压(VRr)，保证快速充电。但很少报道镍氢电池快速充电问题，对于镍氢电池来说，尽管镍氢电池技术成 熟，快速充电技术仍是一个挑战，大多数镍氢电池因为热问题而不适合快速充电。因此研究大电流充电机 理和终点控制方法对镍氢电池的应用是至关重要的，加强电池大电流充电技术及机理研究，有利于正确维 护电池，延长电池使用寿命 1实验 实验选用的电池是北京有色院与天津和平海湾公司共同研制的80Ahl2V方型电池模块，每组模块lO 个单体组成。单体电池尺寸为110(H)x 500——．500A的北京有色院和吉林北华大学共同研制电池仿真设备进行，仿真设备内有电压采样系统， 记录单体电池电压变化，电池搁置恒温箱(重庆银河公司制造)中，维持电池在室温24C充电，热电耦温 度传感器夹在两电池之间，记录电池表面温度变化。 点控制，搁置半小时后，_L}；j26．7A放电．至单体电压为10V时结束放电． 用不同倍率电流重复上述时间，根据欧姆定理R=U／I，绘制电阻．电流曲线，求出荷电状态为0．5时的最大 可接受电流 1．3在不同荷电状态下，重复1．2实验 2讨论与分析 2．1大电流充电性能 在图1中，镍氢电池电压在充电开始时，电压迅速增加，然后电压缓慢增加，出现充电电压平台，充 电倍率越大，电压平台越高，在充电末期，电压值增加迅速，甚至出现负变电压，而且电池表面温度随充 入电量的增加丽增加，40A充电结束时电池表面温度升高了12度，80A充电时电池表面温度升高24度， 而160A充电时，电池表面温度升高37度，电池表面温度达到55度，温度太高，对电池的性能影响很大， 国家863资助项目(2003AA501131) 范美强e-mail：fanmeiqiang@sohu．com 效率为77．5％，可见充ll土倍率越大，放ln弈量越低， 而且电池表面湍度高，存在安全隐患，因此在大LH流 充电时，合理的充}乜截lr控制方法是必须的， 目前常J{J的充电控制方法有负变电压法，温升 速率法和内压控制法．负变电压法指电池充电末期。 或过充时电压会降低，出现负变电压，作为结束充 电的依据，但此时电池性能因过充而受到部分损害． 内压控制法是指规定电池合理的内压范隔值，当电 池内压达到该值时，停止充电，不过电池内压测量 对设备的精度，性能要求太高，而且在电池表面测 量误差较大，因此本实验重点讨论的是温升速率法 控制电池温升速率值，作为结束充电的依据。该方 法操作简单，不受环境等因素影响，是一种较好的 充电控制方法．温升速率法，国内研究不多，特别是 图：不同倍率充电电压，温度与充入电量曲线 对大功率电池，温升速率法研究较少。温升速率值 and Vs invariOUS Fig：voltagetemperature 规定多大对电池性能不会造成影响尚无一个定论，