一種電動汽車充放電策略的研究

摘要：充電電池是電動汽車的核心部件，直接影響電動汽車的性能，而一種有效的充電方法可提高動力電池的壽命。設計了充電主電路及控制電路，針對鉛酸蓄電池在PSCAD環境搭建了仿真電路模型，采用一種自恢復正負脈沖式充放電策略，驗證了該充放電策略的有效性，對于其他種類的蓄電池也有借鑒意義。
關鍵詞：蓄電池；充電策略；電動汽車

1 引言
動力電池是電動汽車的主要能量來源，其性能好壞將直接影響電動汽車的行駛里程。而蓄電池壽命與充放電方法有密切關系。在蓄電池充電過程中，電荷堆積在電池電極上產生反向電壓，具體表現為電池內阻增加；同時，隨著電池的使用，電池內部電極上附著的硫化物也會增多，造成電池內阻增大，這兩種因素都影響了充電速度和質量。消除它們的有效方法則是采用負脈沖，在電池兩端瞬間放電以去除電極上的積電荷，從而改變蓄電池固有的指數曲線形式的充電特性，在恒流恒壓充電過程中采用這種新式充電策略能提高蓄電池充電接受能力，并提高電動汽車的使用效率及續航能力。

2 最大充電電流的確定
研究表明，若在充電過程中保持等量、微量的氣體析出和穩定的溫升，則充電曲線是一條指數曲線。蓄電池最大充電電流曲線如圖1所示，這是一條自然接受曲線，若充電電流位于曲線的右側，即充電電流大于可接受電流，則會導致電池內部產生電解水；若充電電流位于曲線左側，此時的充電電流均為充電的可接受電流。

3 充電站主電路設計
充電機功能模塊包括輸入整流電路和功率變換電路。充電站主電路結構圖如圖2所示。

該充電機采用全控電力電子元器件為控制核心，如圖3所示，控制電路采用達到功率因數正弦波電流的雙閉環控制，電流內環是按電壓外
環輸出的電流指令進行電流控制，電壓外環是控制三相電壓型PWM整流器直流側電壓。