CN105206886A - 一种电动汽车电池的充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车电池的充电方法，包括以下步骤：步骤S1：恒流预充电；步骤S2：恒流限压；步骤S3：恒压充电；步骤S4：恒流限压；步骤S5：恒压充电；电压参数按20℃为基准，电压温度补偿系数为2-2.8mV/℃·单体。本发明方法对温度和电压进行补偿，有效降低了电池的欠充或者过充现象，有效降低电池长期使用而可能产生单只落后的情况，从而提高电池的循环寿命，降低电池维护成本。

Description

一种电动汽车电池的充电方法
技术领域
本发明涉及电动汽车电池领域，具体涉及一种电动汽车电池的充电方法。
背景技术
电动汽车产业受到国家政府的大力支持，因此，电动汽车市场越来越庞大。与电动汽车电池配套的充电器是目前这个产业的最大瓶颈，怎样才能确保电池组电池充饱和，不会出现过充或者欠充是目前最需要解决的问题，充电器工艺设计的不合理，会给消费者带来严重的经济损失。
铅酸蓄电池的充电控制方法有很多，如恒压充电、恒流充电、两阶段充电、三阶段充电、快速充电、智能充电、均衡充电等方法。
公开号为CN103337673A的中国专利文献公开了一种电动道路车辆电池充电方法，包括：(1)预充电；(2)A阶段恒流充电；(3)B阶段恒流充电；(4)恒压充电；(5)双限充电；(6)浮充电；充电环境温度以25℃为基数，充电全程电流、电压与环境温度成反比调整，电流调整系数为30～80mA/℃，步骤(6)中的电压调整系数为3～4mV/单体·℃，其他步骤中电压调整系数为5～6mV/单体·℃。
公开号为CN103762391A的中国专利文献公开了一种铅酸蓄电池的充电方法，所述铅酸电池的充电方法分为以下六个步骤：第一阶段预充电，以第一预设电流恒流预充电，直至充电时间达到第一预设时间；第二阶段恒流充电，以第二预设电流恒流充电，直至充电时间达到第二预设时间；第三阶段恒压充电，以第二阶段达到的最高电压作为恒压充电，直至充电时间达到第三预设时间；第四阶段涓流充电，以第四预设电流涓充充电，直至充电时间达到第四预设时间；第五阶段二次恒压充电，以第四阶段达到的最高电压作为恒压充电，直至充电时间达到第五预设时间；第六阶段浮充充电，以浮充电压进行恒压浮充，直至充电时间达到第六预设时间。
现有的电动汽车电池充电器前期充电电流大多比较小，充电时间过长；且充电方法未结合电池本身的特性，充电方法电压、电流控制不到位，电池容易充不饱或过充，电池充不饱会引起电动车行驶路程短，长期充不饱还会导致电池极板形成硫酸盐，最终导致电池报废；电池过充时会有大量的气体产生，此时产生的气体会冲击正极板上的活性物质，这就导致极板上的活性物质加速脱落。除此之外，正极板栅合金也会因正极氧气而受到腐烛，所以蓄电池经常处于过充电的状况下会导致使用寿命大大缩短。电池过充有可能引起电池鼓肚，给消费者带来严重的经济损失。
发明内容
本发明提供了一种铅酸蓄电池的充电方法，该方法可避免电池的欠充或过充，提高电池组的一致性、延长蓄电池的使用寿命、降低售后服务成本。
一种电动汽车电池的充电方法，包括以下步骤：
步骤S1：恒流预充电：以0.08-0.12CA的电流进行恒流预充电，直至电压为1.9-2.2V/单体；
步骤S2：恒流限压：将电流升至0.13-0.15CA，继续充电至电压为2.4-2.5V/单体；
步骤S3：恒压充电：在步骤S2的末期电压下进行恒压充电，直至末期电流衰减至0.008-0.012CA；
步骤S4：恒流限压：在步骤S3的末期电流下进行恒流限压充电，直至电压为2.4-2.72V/单体；
步骤S5：恒压充电：将电压降至2.28-2.30V/单体，进行恒压充电，直至电流为0.008-0.01CA；
电压参数按20℃为基准，电压温度补偿系数为2-2.8mV/℃·单体。
本发明分为多个阶段不同电流进行充电，不同的阶段由电压、电流来控制。本发明方法通过合理的电压温度补偿、步骤S2与步骤S4的恒流限压步骤可有效降低电动汽车电池的欠充和过充，减少电池由于不良充电导致的极化、漏液等情况，提高电池组的一致性、延长蓄电池的使用寿命。
本发明中，CA指3小时率额定容量对应电流。如0.08-0.12CA指0.08-0.12倍的3小时率额定容量对应电流。
作为优选，步骤S1的充电时间为0.2-0.5h；步骤S2的充电时间为5-7h；步骤S3的充电时间为1-3h；步骤S4的充电时间为1-2h；步骤S5的充电时间为3-4h。
作为优选，步骤S3的起始电流为0.07-0.09CA。
作为优选，步骤S1中，以0.1CA的电流进行恒流预充电，直至电压为2V/单体。
作为优选，步骤S2中，在0.13-0.15CA的电流下进行恒流限压充电，直至电压为2.45V/单体。
作为优选，步骤S3中：在步骤S2的末期电压下进行恒压充电，直至末期电流衰减至0.01CA。
作为优选，步骤S4中，在步骤S3的末期电流下进行恒流限压充电，直至电压为2.72V/单体。
作为优选，步骤S5中，将步骤S4的电压降至2.30V/单体，进行恒压充电，直至电流为0.01CA。
作为优选，步骤S1的充电时间为0.5h；步骤S2的充电时间为5-7h；步骤S3的充电时间为2h；步骤S4的充电时间为2h；步骤S5的充电时间为4h。
作为优选，电压温度补偿系数为2.5mV/℃·单体。
作为优选，上述充电方法适用于3-EVF-200的电池。
本发明的另一种实施方式：一种电动汽车电池的充电方法，包括以下步骤：
步骤S1：以0.08-0.12CA的电流进行恒流预充电0.2-0.5h；
步骤S2：恒流限压：将电流升至0.13-0.15CA，继续充电5-7h；
步骤S3：恒压充电：在步骤S2的末期电压下进行恒压充电1-3h；
步骤S4：恒流限压：在步骤S3的末期电流下进行恒流限压充电1-2h；
步骤S5：恒压充电：将电压降至2.28-2.30V/单体，恒压充电3-4h。
与现有充电电动汽车电池充电方法相比，本发明申请的优点如下：
(1)在充电过程中，对温度和电压进行补偿，有效降低了电池的欠充或者过充现象。
(2)步骤S1的预充电压适中，不易引起电池极板活性物质的脱落或延长充电时间；再结合步骤S2和步骤S4的恒流限压过程，有效降低电池长期使用而可能产生单只落后的情况，从而提高电池的循环寿命，降低电池维护成本。
附图说明
图1为本发明实施例1的充电方法的充电过程曲线示意图。
具体实施方式
实施例1
电压参数按20℃为基准，电压温度补偿系数为2.5mV/℃·单体。
以12V100Ah电池为例，如图1所示，本发明提供的电动汽车电池的充电方法分为5个阶段，步骤如下：
步骤S1：电池接入充电器后，由充电器检测电池的电压，再以10A(100A×0.1)下进行恒流预充电，充电时间0.2-0.5h，电池电压升至12V/只(2V/单体×6)转入步骤S2；
步骤S2：在13A(100A×0.13)下进行恒流限压充电，直至电压为14.7V/只(2.45V/单体×6)，充电时间为5-7h，转入步骤S3；
步骤S3：在14.7V/只(2.45V/单体×6)的电压下进行恒压充电，充电时间为2h，电流由8A(100A×0.08)衰减至1A(100A×0.01)，转入步骤S4；
步骤S4：在电流1A(100A×0.01)下进行恒流限压充电，充电时间为1-2h电池，电压升至16.32V/只(2.72V/单体×6)后进入步骤S5；
步骤S5：在13.8V/只(2.3V/单体×6)的电压下进行恒压充电，充电时间为3-4h，充电结束。
实施例2
电压参数按20℃为基准，电压温度补偿系数为2.5mV/℃·单体。
以12V100Ah电池为例，充电步骤如下：
步骤S1：电池接入充电器后，由充电器检测电池的电压，再以8A(100A×0.08)下进行恒流预充电，充电时间0.2-0.5h，电池电压升至11.4V/只(1.9V/单体×6)转入步骤S2；
步骤S2：：在15A(100A×0.15)下进行恒流限压充电，直至电压为15V/只(2.5V/单体×6)，充电时间为5-7h，转入步骤S3；
步骤S3：在15V/只(2.5V/单体×6)的电压下进行恒压充电，充电时间为2h，电流由8A(100A×0.08)衰减至0.8A(100A×0.008)，转入步骤S4；
步骤S4：在电流0.8A(100A×0.008)下进行恒流限压充电，充电时间为1-2h电池，电压升至15V/只(2.5V/单体×6)后进入步骤S5；
步骤S5：在13.8V/只(2.3V/单体×6)的电压下进行恒压充电，充电时间为3-4h，充电结束。
实施例3
电压参数按20℃为基准，电压温度补偿系数为2.0mV/℃·单体。
以12V100Ah电池为例，充电步骤如下：
步骤S1：电池接入充电器后，由充电器检测电池的电压，再以12A(100A×0.12)下进行恒流预充电，充电时间0.2-0.5h，电池电压升至13.2V/只(2.2V/单体×6)转入步骤S2；
步骤S2：在14A(100A×0.14)下进行恒流限压充电，直至电压为15V/只(2.5V/单体×6)，充电时间为5-7h，转入步骤S3；
步骤S3：在15V/只(2.5V/单体×6)的电压下进行恒压充电，充电时间为2h，电流由8A(100A×0.08)衰减至0.9A(100A×0.009)，转入步骤S4；
步骤S4：在电流0.9A(100A×0.009)下进行恒流限压充电，充电时间为1-2h电池，电压升至15V/只(2.5V/单体×6)后进入步骤S5；
步骤S5：在13.8V/只(2.3V/单体×6)的电压下进行恒压充电，充电时间为3-4h，充电结束。
实施例4
电压参数按20℃为基准，电压温度补偿系数为2.5mV/℃·单体。
以24V200Ah电池为例，步骤如下：
步骤S1：电池接入充电器后，由充电器检测电池的电压，再以24A(200A×0.12)下进行恒流预充电，充电时间0.2-0.5h，电池电压升至13.2V/只(2.2V/单体×6)转入步骤S2；
步骤S2：在28A(200A×0.14)下进行恒流限压充电，直至电压为15V/只(2.5V/单体×6)，充电时间为5-7h，转入步骤S3；
步骤S3：在15V/只(2.5V/单体×6)的电压下进行恒压充电，充电时间为2h，电流由16A(200A×0.08)衰减至1.8A(200A×0.009)，转入步骤S4；
步骤S4：在电流1.8A(200A×0.009)下进行恒流限压充电，充电时间为1-2h电池，电压升至15V/只(2.5V/单体×6)后进入步骤S5；步骤S5：在13.8V/只(2.3V/单体×6)的电压下进行恒压充电，充电时间为3-4h，充电结束。
实施例5
电压参数按20℃为基准，电压温度补偿系数为2.5mV/℃·单体。
以12V100Ah电池为例，步骤如下：
步骤S1：电池接入充电器后，由充电器检测电池的电压，再以10A(100A×0.1)下恒流预充电0.5h；
步骤S2：：在13A(100A×0.13)下继续充电5h；
步骤S3：在14.7V/只(2.45V/单体×6)的电压下恒压充电2h；
步骤S4：在电流1A(100A×0.01)下恒流限压充电2h；
步骤S5：在13.8V/只(2.3V/单体×6)的电压下恒压充电3h，充电结束。
对比例1
和实施例1相比，不同之处在于，步骤S1的充电电流为2A，充电时间为4h。
对比例2
和实施例1相比，不同之处在于，电压温度补偿系数为30mV/℃·单体。
对比例3
和实施例1相比，不同之处在于，不经过步骤S1的预充电处理。
对比例4
和实施例1相比，不同之处在于，不经过步骤S2的恒流限压充电，电池经过步骤S1的预充电后，直接转入步骤S3。
对比例5
和实施例1相比，不同之处在于，不经过步骤S4的恒流限压充电，电池经过步骤S3的恒压充电后，直接转入步骤S5。
根据GB/T18332.1-2009标准测定上述实施例及对比例的循环寿命及充电倍率，结果如表1：
表1
通过表1可知，通过本发明的充电方法的循环寿命和充电容量全面优于GB/T18332.1-2009标准要求。

Claims (10)

1.一种电动汽车电池的充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：恒流预充电：以0.08-0.12CA的电流进行恒流预充电，直至电压为1.9-2.2V/单体；
步骤S2：恒流限压：将电流升至0.13-0.15CA，继续充电至电压为2.4-2.5V/单体；
步骤S3：恒压充电：在步骤S2的末期电压下进行恒压充电，直至末期电流衰减至0.008-0.012CA；
步骤S4：恒流限压：在步骤S3的末期电流下进行恒流限压充电，直至电压为2.4-2.72V/单体；
步骤S5：恒压充电：将电压降至2.28-2.30V/单体，进行恒压充电，直至电流为0.008-0.01CA；
电压参数按20℃为基准，电压温度补偿系数为2-2.8mV/℃·单体。
2.如权利要求1所述的电动汽车电池的充电方法，其特征在于，步骤S1的充电时间为0.2-0.5h；步骤S2的充电时间为5-7h；步骤S3的充电时间为1-3h；步骤S4的充电时间为1-2h；步骤S5的充电时间为3-4h。
3.如权利要求1所述的电动汽车电池的充电方法，其特征在于，步骤S3的起始电流为0.07-0.09CA。
4.如权利要求1所述的电动汽车电池的充电方法，其特征在于，步骤S1中，以0.1CA的电流进行恒流预充电，直至电压为2V/单体。
5.如权利要求4所述的电动汽车电池的充电方法，其特征在于，步骤S2中，在0.13-0.15CA的电流下进行恒流限压充电，直至电压为2.45V/单体。
6.如权利要求5所述的电动汽车电池的充电方法，其特征在于，步骤S3中：在步骤S2的末期电压下进行恒压充电，直至末期电流衰减至0.01CA。
7.如权利要求6所述的电动汽车电池的充电方法，其特征在于，步骤S4中，在步骤S3的末期电流下进行恒流限压充电，直至电压为2.72V/单体。
8.如权利要求7所述的电动汽车电池的充电方法，其特征在于，步骤S5中，将步骤S4的电压降至2.30V/单体，进行恒压充电，直至电流为0.01CA。
9.如权利要求2所述的电动汽车电池的充电方法，其特征在于，步骤S1的充电时间为0.5h；步骤S2的充电时间为5-7h；步骤S3的充电时间为2h；步骤S4的充电时间为2h；步骤S5的充电时间为4h。
10.如权利要求1-9任一权利要求所述的电动汽车电池的充电方法，其特征在于，电压温度补偿系数为2.5mV/℃·单体。
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