CN104269581A - 一种电动道路车辆用蓄电池充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动道路车辆用蓄电池充电方法，包括：步骤一：预充电；步骤二：恒流充电；步骤三：双限充电；步骤四：涓流充电；步骤五：浮充充电；以上五个步骤需进行温度补偿。本发明控制充电过程的充电电压，减少蓄电池/蓄电池组充电电压偏高而电解水产生气体，从而保证电解液量。根据不同温度设置控制充电电压值，保证低温状态下将蓄电池/蓄电池组充饱电，又可以减少高温条件蓄电池/蓄电池组失水量，延长蓄电池/蓄电池组的使用寿命。

Description

一种电动道路车辆用蓄电池充电方法
 
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池使用过程的充电方法，尤其是一种电动道路车辆用铅酸蓄电池使用的充电方法。
背景技术
阀控式铅酸蓄电池作为动力应用于低速新能源电动汽车上，如：纯电动车、插电混动车和增程电动车等。作为能源存储装置，阀控式铅酸蓄电池一般由多个蓄电池组合成蓄电池组一起使用，试验表明：蓄电池充电从2.4V/单体即开始析气，到2.6V/单体时析气速度加快。
蓄电池在充放电使用过程中，由于析气使得电解液逐渐减少，氧循环复合电流加大及正极部分有害元素沉淀到负极，降低了气体的析出过电位，并且受到蓄电池温度变化的影响，使充电末期电流逐步加大，最终导致蓄电池充电过程无法控制，造成大量电解水析气。随着充放电次数的增加，蓄电池发生“热失控”，变形等故障。因此通过调整不同温度条件下充电参数，保证电池在不同温度下的充电效果尤为重要。
发明内容
本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种电动道路车辆用蓄电池使用过程的充电方法，通过该充电方法可以保证不同状态的电池均能充饱电，并且失水最少，另外也可以保证不同温度下蓄电池组充饱电，同时避免蓄电池组发生“热失控”、变形等故障。通过该充电方法可以保证不同温度、不同状态的充电效果，大大延长蓄电池组的使用寿命。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种电动道路车辆用蓄电池充电方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一：预充电
恒电流按蓄电池/蓄电池组0.04I3（A）～0.06I3（A）对应电流进行充电，蓄电池/蓄电池组的电压逐步升高至2.0V/单体，充电时间≤3h；
步骤二：恒流充电
恒电流阶段按蓄电池/蓄电池组0.4I3（A）～0.8I3（A）对应电流进行充电，充电电压逐步升高至2.38V/单体～2.4V/单体，总充电时间≤6h；
步骤三：双限充电
按步骤二的电流进行充电至2.38V/单体～2.4V/单体，充电电流开始下降，蓄电池/蓄电池组的电压缓慢升高至2.44V/单体～2.48V/单体，此时电压不再升高，充电电流逐步降低至0.04I3（A）～0.06I3（A）时转入下一步充电，总充电时间≤2h；
步骤四：涓流充电
涓流充电电流0.06I3（A），充电时间≤1h；
步骤五：浮充充电
限压2.24V/单体～2.32V/单体，最大充电电流按蓄电池/蓄电池组0.04I3（A）进行充电2h；
以上五个步骤需进行温度补偿：充电环境温度以25℃为基数，充电过程的电压与环境温度成反比，步骤三中电压调整系数为-2～-4mV/（单体·℃），其他步骤中电压调整系数-3～-5mV/（单体·℃）。
作为上述技术方案的改进，所述蓄电池组充电前电压＞2.0V/单体时，充电过程的步骤一直接转入步骤二进行恒流充电阶段，步骤四的充电时间≤0.5h；所述蓄电池组充电前电压＜2.0V/单体，充电步骤一进行充电3h后，其蓄电池组电压＜2.0V/单体，表明蓄电池组存在故障，停止后续充电。
作为上述技术方案的改进，所述充电方法包括以下步骤：
步骤一、预充电：蓄电池组3.5A对应电流进行充电，其电压逐步升高至48V，其充电时间≤3h；
步骤二、恒流充电：蓄电池组30A对应电流进行充电，充电电压逐步升高至57.6V，总充电时间≤6h；
步骤三、双限充电：最大电流30A进行充电至57.6V时，充电电流逐步下降，蓄电池组的电压缓慢升高至58.8V，充电电流降低至3.5A时转入下一步充电，总充电时间≤2h；
步骤四、涓流充电：涓流充电电流为3.5A，充电时间≤1h；
步骤五、浮充充电：限压55.4V，限电流2.7A对应电流进行充电2h；
以上充电过程中，所述蓄电池组充电前电压＞2.0V/单体时，充电过程的步骤一直接转入步骤二进行恒流充电阶段，步骤四的充电时间≤0.5h；所述的蓄电池组充电前电压＜2.0V/单体，充电步骤一进行充电3h后，其蓄电池组电压＜2.0V/单体，表明蓄电池组存在故障，停止后续充电。
作为上述技术方案的改进，所述充电方法包括以下步骤：
步骤一、预充电：蓄电池组3.5A对应电流进行充电，其电压逐步升高至48V，其充电时间≤3h；
步骤二、恒流充电：蓄电池组30A对应电流进行充电，充电电压逐步升高至57.6V，总充电时间≤6h；
步骤三、双限充电：最大电流30A进行充电至57.6V时，充电电流逐步下降，蓄电池组的电压缓慢升高至57.7V，充电电流降低至3.5A时转入下一步充电，总充电时间≤2h；
步骤四、涓流充电：涓流充电电流3.5A，充电≤1h；
步骤五、浮充充电：限压54V，限电流2.7A对应电流进行充电2h；
所述蓄电池组充电前电压＞48V时，充电过程的步骤一直接转入步骤二进行恒流充电阶段，步骤四的充电时间≤0.5h；所述的蓄电池组充电前电压＜48V，充电步骤一进行充电3h后，其蓄电池组电压＜48V，表明蓄电池组存在故障，停止后续充电。
作为上述技术方案的改进，所述充电方法包括以下步骤：
步骤一、预充电：蓄电池组3.5A对应电流进行充电，其电压逐步升高至48V，其充电时间≤2h；
步骤二、恒流充电：蓄电池组30A对应电流进行充电，充电电压逐步升高至57.6V，总充电时间≤6h；
步骤三、双限充电：最大电流30A进行充电至57.6V时，充电电流逐步下降，蓄电池组的电压缓慢升高至61.6V，充电电流降低至3.5A时转入下一步充电，总充电时间≤2h；
步骤四、涓流充电：涓流充电电流3.5A，充电时间≤1h；
步骤五、浮充充电：限压59.2V，限电流2.7A对应电流进行充电，充电时间≤2h；
所述蓄电池组充电前电压＞48V时，充电过程的步骤一直接转入步骤二进行恒流充电阶段，步骤四的充电时间≤0.5h；所述的蓄电池组充电前电压＜48V，充电步骤一进行充电3h后，其蓄电池组电压＜48V，表明蓄电池组存在故障，停止后续充电。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
1、本发明控制充电过程的充电电压，减少蓄电池/蓄电池组充电电压偏高而电解水产生气体，从而减少电解液析气的量。
2、本发明根据不同温度设置步骤三的充电电压值，温度降低最高充电电压根据环境监测的温度自动识别，并按比例系数提高转换电压值；温度升高最高充电电压根据环境监测的温度自动识别，并按比例系数降低转换电压值，可以保证低温状态下将蓄电池/蓄电池组充饱电，又可以减少高温条件蓄电池/蓄电池组发热失水，延长蓄电池/蓄电池组的使用寿命。
3、本发明采用电流/电压、时间双重转换条件，可以减少充电时间。
4、本发明采用小电流进行预充电及双限充电，可以激活电池活性物质，减少硫酸盐化。
5、本发明采用预充电方式判断蓄电池是否需要预充电，可以有效激活活性物质。
6、本发明改进后的方案还可以判断蓄电池是否存在故障。
附图说明
图1为本发明所述蓄电池组充电曲线示意图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
如图1所示，为本发明所述蓄电池组充电曲线示意图，本发明所述电动道路车电池充电方法分五段式充电，具体包括以下步骤：
步骤一：预充电
恒电流：按蓄电池/蓄电池组0.04I3（A）～0.06I3（A）对应电流进行充电，蓄电池/蓄电池组的电压逐步升高至2.0V/单体，充电时间≤3h；
步骤二：恒流充电
恒电流阶段：按蓄电池/蓄电池组0.4I3（A）～0.8I3（A）对应电流进行充电，充电电压逐步升高至2.38V/单体～2.4V/单体，总充电时间≤6h；
步骤三：双限充电
按步骤二的电流进行充电至2.38V/单体～2.4V/单体，充电电流开始下降，蓄电池/蓄电池组的电压缓慢升高至2.44V/单体～2.48V/单体，此时电压不再升高，充电电流逐步降低至0.04I3（A）～0.06I3（A）时转入下一步充电，总充电时间≤2h；
步骤四：涓流充电
涓流充电电流0.06I3（A），充电时间≤1h；
步骤五：浮充充电
限压2.24V/单体～2.32V/单体，最大充电电流按蓄电池/蓄电池组0.04I3（A）进行充电2h；
以上五个步骤需进行温度补偿：充电环境温度以25℃为基数，充电过程的电压与环境温度成反比，步骤三中电压调整系数为-2～-4mV/（单体·℃），其他步骤中电压调整系数-3～-5mV/（单体·℃）。
本发明的改进方案：所述的蓄电池/蓄电池组充电前＞2.0V/单体时，充电过程步骤一直接转入步骤二进行恒流充电阶段，步骤四的充电时间≤0.5h。当蓄电池/蓄电池组充电前电压＜2.0V/单体，充电步骤一进行充电3h后，其蓄电池组电压＜2.0V/单体，表明蓄电池组存在故障，因此，不能再进行后续充电。如果蓄电池/蓄电池组充电前＞2.0V/单体时，步骤一直接转入步骤二。
下面结合3EVF200电池（8只/组  24个单体蓄电池）的实际充电过程，对本发明所述充电方法进一步说明。
【实施例1】3EVF200（8只/组  24个单体蓄电池）电池组在25℃环境中的充电方法
步骤一、预充电：蓄电池组3.5A对应电流进行充电，其电压逐步升高至48V，其充电时间≤3h；
步骤二、恒流充电：蓄电池组30A对应电流进行充电，充电电压逐步升高至57.6V，总充电时间≤6h；
步骤三、双限充电：最大电流30A进行充电至57.6V时，充电电流逐步下降，蓄电池组的电压缓慢升高至58.8V，充电电流逐步降低至3.5A时转入下一步充电，总充电时间≤2h；
步骤四、涓流充电：涓流充电电流为3.5A，充电时间≤1h；
步骤五、浮充充电：限压55.4V，限电流2.7A对应电流进行充电2h；
以上充电过程中，蓄电池组充电前＞2.0V/单体时，充电过程步骤一直接转入步骤二进行恒流充电阶段，步骤四的充电时间≤0.5h。蓄电池组充电前电压小于48V，充电步骤一进行充电3h后，其蓄电池组电压＜48V，表明蓄电池组存在故障。
【实施例2】3EVF200（8只/组  24个单体蓄电池）电池组在40℃环境中的充电方法
步骤一、预充电：蓄电池组3.5A对应电流进行充电，其电压逐步升高至48V，其充电时间≤3h；
步骤二、恒流充电：蓄电池组30A对应电流进行充电，充电电压逐步升高至57.6V，总充电时间≤6h；
步骤三、双限充电：最大电流30A进行充电至57.6V时，充电电流逐步下降，蓄电池组的电压缓慢升高至57.7V，充电电流逐步降低至3.5A时转入下一步充电，总充电时间≤2h；
步骤四、涓流充电：涓流充电电流3.5A，充电≤1h；
步骤五、浮充充电：限压54V，限电流2.7A对应电流进行充电2h；
以上充电过程中，蓄电池组充电前＞2.0V/单体时，充电过程步骤一直接转入步骤二进行恒流充电阶段，步骤四的充电时间≤0.5h。
蓄电池组充电前电压小于48V，充电步骤一进行充电3h后，其蓄电池组电压＜48V，表明蓄电池组存在故障。
【实施例3】3EVF200（8只/组  24个单体蓄电池）电池组在-15℃环境中的充电方法
步骤一、预充电：蓄电池组3.5A对应电流进行充电，其电压逐步升高至48V，其充电时间≤2h；
步骤二、恒流充电：蓄电池组30A对应电流进行充电，充电电压逐步升高至57.6V，总充电时间≤6h；
步骤三、双限充电：最大电流30A进行充电至57.6V时，充电电流开始下降，蓄电池组的电压缓慢升高至61.6V，充电电流逐步降低至3.5A时转入下一步充电，总充电时间≤2h；
步骤四、涓流充电：涓流充电电流3.5A，充电时间≤1h；
步骤五、浮充充电：限压59.2V，限电流2.7A对应电流进行充电，充电时间≤2h；
所述蓄电池组充电前电压＞48V时，充电过程的步骤一直接转入步骤二进行恒流充电阶段，步骤四的充电时间≤0.5h。
所述的蓄电池组充电前电压＜48V，充电步骤一进行充电3h后，其蓄电池组电压＜48V，表明蓄电池组存在故障。
使用原有的充电方法对3EVF200（8只/组  24个单体蓄电池）电池组进行充电，由于无法根据环境温度进行控制充电电压，充电过程的析气即无法控制，当循环次数达到300次时，电池组内部电解液明显减少。随着循环次数的增加，电池组发生“热失控”，变形比例增加，实验室检测循环300次换算为客户使用其实际使用寿命一年左右。
使用本发明所述充电方法的3EVF200（8只/组  24个单体蓄电池）电池组，循环寿命600次以上，实际使用寿命可达到两年。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种电动道路车辆用蓄电池充电方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一：预充电
恒电流按蓄电池/蓄电池组0.04I3（A）～0.06I3（A）对应电流进行充电，蓄电池/蓄电池组的电压逐步升高至2.0V/单体，充电时间≤3h；
步骤二：恒流充电
恒电流阶段按蓄电池/蓄电池组0.4I3（A）～0.8I3（A）对应电流进行充电，充电电压逐步升高至2.38V/单体～2.4V/单体，总充电时间≤6h；
步骤三：双限充电
按步骤二的电流进行充电至2.38V/单体～2.4V/单体，充电电流开始下降，蓄电池/蓄电池组的电压缓慢升高至2.44V/单体～2.48V/单体，此时电压不再升高，充电电流逐步降低至0.04I3（A）～0.06I3（A）时转入下一步充电，总充电时间≤2h；
步骤四：涓流充电
涓流充电电流0.06I3（A），充电时间≤1h；
步骤五：浮充充电
限压2.24V/单体～2.32V/单体，最大充电电流按蓄电池/蓄电池组0.04I3（A）进行充电2h；
以上五个步骤需进行温度补偿：充电环境温度以25℃为基数，充电过程的电压与环境温度成反比，步骤三中电压调整系数为-2～-4mV/（单体·℃），其他步骤中电压调整系数-3～-5mV/（单体·℃）。
2.根据权利要求1所述的一种电动道路车辆用蓄电池充电方法，其特征是，所述蓄电池组充电前电压＞2.0V/单体时，充电过程的步骤一直接转入步骤二进行恒流充电阶段，步骤四的充电时间≤0.5h；所述蓄电池组充电前电压＜2.0V/单体，充电步骤一进行充电3h后，其蓄电池组电压＜2.0V/单体，表明蓄电池组存在故障，停止后续充电。
3.根据权利要求1或2所述的一种电动道路车辆用蓄电池充电方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一、预充电：蓄电池组3.5A对应电流进行充电，其电压逐步升高至48V，其充电时间≤3h；
步骤二、恒流充电：蓄电池组30A对应电流进行充电，充电电压逐步升高至57.6V，总充电时间≤6h；
步骤三、双限充电：最大电流30A进行充电至57.6V时，充电电流逐步下降，蓄电池组的电压缓慢升高至58.8V，充电电流降低至3.5A时转入下一步充电，总充电时间≤2h；
步骤四、涓流充电：涓流充电电流为3.5A，充电时间≤1h；
步骤五、浮充充电：限压55.4V，限电流2.7A对应电流进行充电2h；
以上充电过程中，所述蓄电池组充电前电压＞2.0V/单体时，充电过程的步骤一直接转入步骤二进行恒流充电阶段，步骤四的充电时间≤0.5h；所述的蓄电池组充电前电压＜2.0V/单体，充电步骤一进行充电3h后，其蓄电池组电压＜2.0V/单体，表明蓄电池组存在故障，停止后续充电。
4.根据权利要求1或2所述的一种电动道路车辆用蓄电池充电方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一、预充电：蓄电池组3.5A对应电流进行充电，其电压逐步升高至48V，其充电时间≤3h；
步骤二、恒流充电：蓄电池组30A对应电流进行充电，充电电压逐步升高至57.6V，总充电时间≤6h；
步骤三、双限充电：最大电流30A进行充电至57.6V时，充电电流逐步下降，蓄电池组的电压缓慢升高至57.7V，充电电流降低至3.5A时转入下一步充电，总充电时间≤2h；
步骤四、涓流充电：涓流充电电流3.5A，充电≤1h；
步骤五、浮充充电：限压54V，限电流2.7A对应电流进行充电2h；
所述蓄电池组充电前电压＞48V时，充电过程的步骤一直接转入步骤二进行恒流充电阶段，步骤四的充电时间≤0.5h；所述的蓄电池组充电前电压＜48V，充电步骤一进行充电3h后，其蓄电池组电压＜48V，表明蓄电池组存在故障，停止后续充电。
5.根据权利要求1或2所述的一种电动道路车辆用蓄电池充电方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一、预充电：蓄电池组3.5A对应电流进行充电，其电压逐步升高至48V，其充电时间≤2h；
步骤二、恒流充电：蓄电池组30A对应电流进行充电，充电电压逐步升高至57.6V，总充电时间≤6h；
步骤三、双限充电：最大电流30A进行充电至57.6V时，充电电流逐步下降，蓄电池组的电压缓慢升高至61.6V，充电电流降低至3.5A时转入下一步充电，总充电时间≤2h；
步骤四、涓流充电：涓流充电电流3.5A，充电时间≤1h；
步骤五、浮充充电：限压59.2V，限电流2.7A对应电流进行充电，充电时间≤2h；
所述蓄电池组充电前电压＞48V时，充电过程的步骤一直接转入步骤二进行恒流充电阶段，步骤四的充电时间≤0.5h；所述的蓄电池组充电前电压＜48V，充电步骤一进行充电3h后，其蓄电池组电压＜48V，表明蓄电池组存在故障，停止后续充电。
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