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電動汽車充電插頭在充電時的技術方法研究
發布時間:2015-10-14 10:56:40    被閱覽數:567
電動汽車充電插頭在充電時的技術方法研究
常規充電制度是依據1940年前國際公認的經驗法則設計的。其中最著名的就是“安培小時規則”:充電電流安培數,不應超過蓄電池待充電的安時數。實際上,常規充電的速度被蓄電池在充電過程中的溫升和氣體的產生所限制。這個現象對蓄電池充電所必須的最短時間具有重要意義。
恒流充電法
恒流充電法是用調整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯電阻的方法,保持充電電流強度不變的充電方法??刂品椒ê唵?,但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過程的進行而逐漸下降的,到充電后期,充電電流多用于電解水,產生氣體,使出氣過甚,因此,常選用階段充電法。
階段充電法
此方法包括二階段充電法和三階段充電法
①二階段法采用恒電流和恒電壓相結合的快速充電方法,首先,以恒電流充電至預定的電壓值,然后,改為恒電壓完成剩余的充電。電動汽車充電插頭兩階段之間的轉換電壓就是第二階段的恒電壓。
電動汽車充電站②三階段充電法在充電開始和結束時采用恒電流充電,中間用恒電壓充電。當電流衰減到預定值時,由第二階段轉換到第三階段。這種方法可以將出氣量減到最少,但作為一種快速充電方法使用,受到一定的限制。
恒壓充電法
充電電源的電壓在全部充電時間里保持恒定的數值,隨著蓄電池端電壓的逐漸升高,電流逐漸減少。與恒流充電法相比,其充電過程更接近于最佳充電曲線。用恒定電壓快速充電,由于充電初期蓄電池電動勢較低,充電電流很大,隨著充電的進行,電流將逐漸減少,因此,只需簡易控制系統。
這種充電方法電解水很少,避免了蓄電池過充。但在充電初期電流過大,對蓄電池壽命造成很大影響,且容易使蓄電池極板彎曲,造成電池報廢。鑒于這種缺點,恒壓充電很少使用,只有在充電電源電壓低而電流大時采用。例如,汽車運行過程中,蓄電池就是以恒壓充電法充電的。
快速充電法
①脈沖式充電法,這種充電法不僅遵循蓄電池固有的充電接受率,而且能夠提高電動汽車蓄電池充電接受率,從而打破了蓄電池指數充電接受曲線的限制,這也是蓄電池充電理論的新發展。
電動汽車充電站②2reflextm快速充電法,這種技術是美國的一項專利技術,它主要面對的充電對象是鎳鎘電池。由于它采用了新型的充電方法,解決了鎳鎘電池的記憶效應,因此,大大降低了蓄電池的快速充電的時間。鉛酸蓄電池的充電方法和對充電狀態的檢測方法與鎳鎘電池有很大的不同,但它們之間可以相互借reflextm充電法的一個工作周期包括正向充電脈沖,反向瞬間放電脈沖,停充維持3個階段。
③變電流間歇充電法,這種充電方法建立在恒流充電和脈沖充電的基礎上,如圖7所示。其特點是將恒流充電段改為限壓變電流間歇充電段。充電前期的各段采用變電流間歇充電的方法,保證加大充電電流,獲得絕大部分充電量。充電后期采用定電壓充電段,獲得過充電量,將電池恢復至完全充電態。通過間歇停充,使蓄電池經化學反應產生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉,使濃差極化和歐姆極化自然而然地得到消除,從而減輕了蓄電池的內壓,使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進行,使蓄電池可以吸收更多的電量。
④變電壓間歇充電法,在變電流間歇充電法的基礎上又有人提出了變電壓間歇充電法,如圖8所示。與變電流間歇充電方法不同之處在于第一階段的不是間歇恒流,而是間歇恒壓。在每個恒電壓充電階段,由于是恒壓充電,充電電流自然按照指數規律下降,符合電池電流可接受率隨著充電的進行逐漸下降的特點。
⑤變電壓變電流波浪式間歇正負零脈沖快速充電法,合脈沖充電法、reflextm快速充電法、變電流間歇充電法及變電壓間歇充電法的優點,變電壓變電流波浪式正負零脈沖間歇快速充電法得到發展應用。脈沖充電法充電電路的控制一般有兩種:
1)脈沖電流的幅值可變,而pwm(驅動充放電開關管)信號的頻率是固定的;
2)脈沖電流幅值固定不變,pwm信號的頻率可調。
脈沖電流幅值和pwm信號的頻率均固定,pwm占空比可調,在此基礎上加入間歇停充階段,能夠在較短的時間內充進更多的電量,提高蓄電池的充電接受能力。
① 典型常規充電站的規模
根據目前電動汽車充電插頭常規充電的數據資料,一般以20~40輛電動汽車來配置一個充電站,這種配置是考慮充分利用晚間谷電進行充電,缺點是充電設備利用率低。在高峰時也考慮充電,則可以60~80輛電動來配制一個充電站,缺點是充電成本上升,增加高峰負荷。
② 充電站電力配套的典型配置(前提充電柜具有諧波等處理功能)
電動汽車充電站a方案:
建造配電站設計2路10kv電纜進線(配3*70mm電纜),2臺500kva變壓器,24路380v出線。其中二路為快速充電專用出線(配 4*120mm電纜、50m長、4回路),二路為機械充電或備用出線,其余為常規充電出線(配4*70mm電纜、50m長、20回路)
b方案:
設計2路10kv電纜線(配3*70mm電纜),設置2臺500kva用戶箱變,每臺箱變配4路380v出線(配4*240mm電纜、20m長、8回路),每路出線設置一臺4回路電纜分支箱向充電柜供電(配4*70mm電纜、50m長、24回路)。
快速充電
① 典型快速充電站的規模
根據目前電動汽車快速充電的數據資料,一般以同時向8輛電動汽車充電來配置一個充電站。
② 充電站電力配套的典型配置
a方案、建造配電站設計2路10kv電纜進線(配3*70mm電纜),2臺500kva變壓器,10路380v出線(配4*120mm電纜、50m長、 10回路)。
b方案、設計2路10kv電纜線(配3*70mm電纜),設置2臺500kva用戶箱變,每臺箱變配4路380v出線,供充電站(配4*120mm電纜、 50m長、8回路)。
機械充電
①機械充電站的規模
小型機械充電站可以結合常規充電站建設同時考慮,可以根據需要選擇更大容量的變壓器。大型機械充電站一般以80~100組充電電池同時充電配置一個大型機械充電站,主要適用于出租車行業或電池租賃行業,一天不間斷充可以完成對400組電池的充電。
② 充電站電力配套的典型配置(大型機械充電站)
配電站2路10kv電纜進線(配3*240mm電纜),2臺1600kva變壓器, 10路380v出線(配4*240mm電纜、50m長、10回路)。
便攜式充電
① 別墅
具備三相四線表計,獨立的停車庫,可以利用已有的住宅供電設施,從住宅配電箱專門放一路10mm2或16mm2的線路至車庫的專用插座,來提供便攜式充電電源。
② 一般住宅
具有固定的集中停車庫,一般要求地下停車庫(充電安全考慮),可以利用小區原有的供電配套設施進行改造,必須根據小區已有的負荷容量來考慮,包括谷電的負荷。具體方案應根據小區的供電設施、方案以及小區的建筑環境具體來確定。

來源:樂清市華中電源有限公司


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