大功率铅酸动力电池带负脉冲充电系统设计.pdfVIP

V01．13No．12 第13卷第12期2013年4月科学技术与工程 Apr．2013 Science and ⑥2013Sci．Tech．Engrg． 1671—1815(2013)12—3448—04 TechnologyEngineering 大功率铅酸动力电池带负脉冲充电系统设计 郭毅锋1 王志福2黄丽敏1 (广西汽车零部件与整车技术重点实验室广西科技大学1，柳州545006；北京理工大学电动车辆国家工程实验室2，北京100081) 摘要根据铅酸动力电池本身特性，分析了在充电过程中带负脉冲放电能够提高电池对于充电电流的接受率；设计了大功 率铅酸动力电池带负脉冲放电的脉冲变电流快速充电系统，给出了系统的硬件框图，以及主电路图。使用该系统对 48VlOOAh电动车辆用铅酸动力电池进行充电实验，得到了系统主电路效率曲线、带负脉冲充电电流曲线以及充电容量曲线。 由实验证实。该系统所采用的带负脉冲放电的脉冲变电流充电方法使得充入电池同样容量的充电时间缩短，且该充电系统在 600 高频下满载效率为92．7％，功率在1 W时达到系统最高效率点93．2％，经连续运行无任何问题。 关键词负脉冲 铅酸动力电池 接受率 快速充电 中图法分类号TM912．1 文献标志码A 在当今世界多种多样、不同用途的电池中，就 1带负脉冲充电的可行性 其产量而言，有大约90％是铅酸电池。近年来，随 着电动车辆等无烟交通工具的开发，铅酸电池技术 在铅酸电池充电过程中总是受到其电化学反 成熟和成本低的优点得以充分体现，大容量的铅酸 应所产生的极化效应的影响，其主要极化表现为欧 动力电池也获得了很大的发展空间。目前，我国铅 姆极化、浓差极化和电化学极化等。由于其电化学 酸动力电池的需求正以每年15％一o％的速度增 反应所产生的这些极化效应直接导致铅酸电池无 长，这说明铅酸动力电池在市场份额当中占据绝对 法完全接受充电电流，从而表现出充电速度 优势¨J。 变慢怛J。 但由于铅酸电池的本身特性，使得其充电时间 根据马斯研究所得理论，电池的充电速度是可 需要很长。目前市面上的充电系统基本是传统充 以得到改善的，其提出的马斯三定律为快速充电奠 电系统，如恒流充电，恒压充电以及分阶段充电等 定了重要的理论基础∞J： 方法的充电系统。其充电时间需要很长；而相关快 第一定律：蓄电池在采用任意放电电流后，其 速充电系统，是利用大电流恒流充电，该方法会严 充电接受率d和放电放出的能量C的平方根成反 重损伤电池性能及寿命，所以也没有在真正意义上 比，即： 达到无损快速充电的目的。随着铅酸动力电池的 ／02_二：全1(L )J 容量不断增大，研究无损快速充电方法以及设计大 ,／c 功率的无损快速充电系统则具有重要的实用价值。 式(1)中，K为常数。 (2) 厶=aC=鲁=K肛 4乙 2012年12月17日收到 国家自然科学基金和 由式(2)可知，铅酸电池的放电深度可以决定