基本介紹
充電站電動車是目前流行最廣、節能環保的綠色出行交通工具。電動車配套的充電器,一次充電經常需要7-8小時,一旦行駛途中沒有電能,將使行車人陷入尷尬的境地。據調查10位電動車用戶中至少有5位車主就曾遭遇電動車“拋錨”,即使電動車有踏板,但由於電動車的設計與腳踏車有別,踩起來很不自然,而且電動車重量一般在50公斤左右,踩踏板很吃力。“電動車快速充電站”可以像汽車加油站一樣,在沿街商店、街道社區、報刊亭旁、存車棚、彩票投注點等處設定。
隨著充電站的普及,電動車用戶不再因半路沒電而下車推行而煩惱,不再因電量不足而不敢遠行。手機用戶不會因為手機沒電而著急不能打電話!充電站切實為大家帶來了便利。
結構原理
(1)、充電站基本結構:箱式電動汽車快速充電站由1、初級一次側充電機(為再生儲能蓄電池充電)、2、儲能蓄電池、3、次級二次側快速充電機(為電動汽車充電)、4、再生蓄電池檢修機、5、計費控制系統、6、線纜配電系、7、機房組成。
機房採用密封和恆溫設計,機房內設有值班辦公間,方便風雨和 (2)、工作原理:
平時(夜間優先)電網電力通過初級一次側充電機向再生蓄電池進行儲能充電,由於儲能充電時沒有時間要求,因而可用小電流慢速充電,充電電流可根據蓄電池電量自動安排充電時間,最大程度的使用夜間低谷電力。當需要為電動汽車充電時,根據電動汽車的允許最大充電電流和電壓,通過次級二次側快速充電機向電動汽車進行快速充電,由於充電過程是從儲能蓄電池向電動汽車“倒電”,而不是直接取自電網,因而對電網沒有任何干擾(如果直接從電網高功率取電,會嚴重干擾電網,不僅影響其他用戶,而且威脅電網設備)。充電費用按實際充電量計算,非常方便。
箱內設備採用模組式設計,配有再生蓄電池專用維修設備。
充電站採用第一次現場拼裝,之後像貨櫃一樣可以根據需要進行整體移動。
偏遠公路和用電無保障地域可採用太陽能和風能等形式,原理相同。
輸入電壓:--------------交流220V±10%(電壓範圍200V-240V)
輸出電流:--------------5A-16A(根據電池電壓自動調整)
輸出功率:--------------單路180W-500W(根據電池組電壓自動調整)
充電範圍:--------------鉛酸蓄電池(12V-24V-36V-48V-60V-64V-72V-84V)
騎行里程:--------------與電池狀態、氣溫、騎行路況、載重等因素有關!
投幣計數:--------------最大投幣計數顯示9999(超出自動置零重新計數)
輸出線長:--------------3.5米(含機內長度)
輸出接頭:--------------5合1(圓頭、方口、反方口、澳柯瑪、萬能口)
輸入線長:--------------1.8米(含機內長度)
套用介紹
(1)、公共停車場:停車場是社會充電站最佳的地方之一,交通方便、出入方便。可與停車場租用一個車位,甚至是便角落位置即可,可以留有2個充電車位(由於是短時充電,甚至都不用專用充電車位,按充電車數交一定費用即可)。(2)、大型購物中心:此地放置充電站必然會受到購物中心歡迎,充電的人會順便購買商品(在哪裡買都是買,正好利用充電的10-20分鐘購物),這樣,可與購物中心實現雙贏。
(3)、可停車的路邊地:城市停車越來越難,許多非主幹道,都被允許用來臨時停車,由於箱式電動汽車快速充電站占用的地方非常小(小於20㎡),可供箱式電動汽車快速充電站放置的位置非常多,並且根據需要進行隨時移動。
(4)、高速路服務區:在高速路服務區設定幾座箱式電動汽車快速充電站,就可連線周邊城市。數量不多,但意義很大,它將大大增加電動汽車用戶的信心。
(5)、居住小區:這是最貼近用戶的地方,雖然小區內可以設定許多慢速充電樁,但有急事需要外出是幾乎每個人都可能遇到的事情,慢速充電站必須與快速充電站結合起來才能發揮作用。
(6)、單位、寫字樓等:一般單位與寫字樓都有停車場地,單位購置充電站不僅可為本單位的電動汽車服務,也可為本單位員工電動汽車服務,當然也可允許社會車輛快速充電。
(7)、特殊景區,重要國道、偏遠公路和用電無保障地域擔憂須充電需求的地域可採用太陽能和風能等能源形式儲能充電。
(8)、改裝部分應急充電車,對因電能耗盡拋錨路邊的電動汽車進行應急充電
投幣式充電站
性能特點
該充電器體積小,無需專人值守,自動工作,投幣1元,充電10分鐘,可使電動車繼續跑5到6公里。是適合商場、報亭、小區、電動車維修部、蓄電池維修部的便民服務設施。1、倒計時顯示,時間到自動斷電。
2、設有保護電路,具有過載和短路保護功能。
3、安裝使用方便,具備220V交流電源即可安裝和使用。
4、電子計幣,及時對收益了如指掌,更方便合作式經營管理。
5、智慧型CPU識幣系統,防釣幣、防偽幣、防電擊功能。
6、全程語音導航,方便指示操作
7、輸出電壓,電流顯示,讓你放放心心消費!
8、自動識別極性,電瓶,電壓,輕輕鬆鬆充電。
充電站
9、經濟效益高:充電10分鐘只需0.06度電,按商業電費1元計算,成本在0.06元不到技術指標
1、不同的產品型號快速充電站可對36V、48V、60V等不同型號蓄電池進行充電。
2、電池電壓自動識別,根據檢測電池組的電壓,從選擇合適的充電電壓及充電流進行最佳化充電。
3、可對電池極性自動識別,自動轉換,無須擔心電池組正負極接反。
4、投幣數雙計數器,第一個計數器是打開電源到關掉電源之前的投
幣數(如果關掉電源計數器從0000開始計數,最大計數為9999個,當超過9999個,計數器清零),如果你早上將充電站掛出來,在晚上收回去之前你按下查詢鍵就可以清楚的知道當天的營業額。
5、第二個計數器是投幣數歷史計數器,斷電投幣數是不會丟失的(最大計數為9999個,當超過9999個,計數器清零)。
6、對於嚴重失效及過放電造成的欠壓的電池組拒絕充電。
7.充電採用投幣方式,根據語音提示用戶可自行充電,方便可靠,無須專人看守。
8、操作及充電全過程語音提示。
9、快速充電站只能識別面值為1元的硬幣,並且連續投幣數為三個,當投入第四個硬幣時將退幣,只有充電結束後才可以繼續投幣)。
充電站設計要求
前言
電動汽車能源供給系統主要由供電系統、充電系統和動力蓄電池構成。充電機(站)是充電系統的重要組成部分。制定充電機(站)的技術標準,是建立能源供給系統的基礎。目前已經頒布的電動汽車充電系統國家標準有:GB/T18487.1-2001《電動車輛傳導充電系統一般要求》、GB/T18487.2-2001《電動車輛傳導充電系統電動車輛與交流/直流電源的連線要求》、GB/T18487.3-2001《電動車輛傳導充電系統電動車輛與交流/直流充電機(站)》。本規範是在GB/T18487標準的基礎上,根據國家電網公司建立能源供給系統的要求,對電動汽車充電機(站)的基本功能、工作狀態、安全要求、充電控制導引電路、充電連線器、接口和通信要求、產品質量認證等做出了規定。對充電站技術規範其他部分的內容將在後期工作中補充和完善。
國家電網公司將根據項目進展需要,陸續發布相關技術規範(草案),在項目實施過程中修改、完善和提高,最終形成國家或行業標準。
本規範供國家電網公司所屬各省市公司試行,並請各省市公司根據實施情況,提出修改建議。
1適用範圍
本規範適用於國家電網公司設計使用的電動汽車用充電機(站)。
2引用標準
下列標準所包含的條文,通過在本規範中引用而構成為本規範的條文。
GB/T18487.1-2001電動車輛傳導充電系統一般要求
GB/T18487.2-2001電動車輛傳導充電系統電動車輛與交流/直流電源的連線要求
GB/T18487.3-2001電動車輛傳導充電系統電動車輛與交流/直流充電機(站)
GB/T18387-2001電動車輛的電磁場輻射強度的限值和測量方法寬頻9kHz~30MHz
GB/T18384.1-2001電動汽車安全要求第1部分車載儲能裝置
GB/T18384.2-2001電動汽車安全要求第2部分功能安全和故障保護
GB/T18384.3-2001電動汽車安全要求第3部分人員觸電防護
GB/T18858.3-2002低壓開關設備和控制設備控制器—設備接口(CDI)第3部分:DeviceNet
GB/T11918-2001工業用插頭插座和耦合器第1部分:通用要求
3定義
(1)單體蓄電池
構成蓄電池的最小單元,一般由正、負極及電解質組成,其標稱電壓為電化學偶的標稱電壓。
(2)動力蓄電池模組
特指放在一個單獨的機械和電氣單元內,由若干個相聯單體蓄電池和用於檢測單體蓄電池充、放電狀態的電子部件組成,為電動汽車動力系統提供能量的蓄電池組合體。
(3)動力蓄電池總成
特指由若干個動力蓄電池模組、電池監控系統控制器、通訊網路、電氣連線線路、絕緣監測裝置、快速熔斷器等組成的,為一個電動汽車提供可多次充放電的能源載體組合。
(4)動力蓄電池總成ECU
特指動力蓄電池總成電子控制單元。
(5)充電機
對電池充電時用到的有特定功能的電力轉換裝置。
(6)直流充電模式
以充電機輸出的可控直流電源直接對動力蓄電池總成進行充電的模式。
(7)直流充電機
指採用直流充電模式為電動汽車動力蓄電池總成進行充電的充電機。
(8)交流充電模式
以三相或單相交流電源向電動汽車提供充電電源的模式。交流充電模式的特徵是:充電機為車載系統。
(9)交流充電機
指採用交流充電模式為電動汽車動力蓄電池總成進行充電的充電機。
4對充電機的要求
充電機應符合GB/T18487.1-2001、GB/T18487.2-2001和GB/T18487.3-2001的規定。
4.1適應電池類型
充電機至少能為以下三種類型動力蓄電池中的一種充電:鋰離子蓄電池、鉛酸蓄電池、鎳氫蓄電池。
4.2對供電電壓的要求
(1)直流充電機輸入為額定線電壓380V±10%、50±1Hz的三相交流電;
(2)對於容量小於(等於)5kW的交流充電機,輸入為額定電壓220V±10%、50±1Hz的單相交流電;
(3)對於容量大於5kW的交流充電機,輸入為額定線電壓380V±10%、50±1Hz的三相交流電。
4.3
操作方式
(1)充電機沒有與動力蓄電池總成建立連線時,充電機經過自檢後自動初始化為常規控制充電方式(可選擇手動、IC卡或充電機監控系統操作方式)。充電機採用手動操作時,應具有明確的操作指導信息。(2)充電機與動力蓄電池總成建立連線後,通過通信獲得動力蓄電池總成的充電信息,自動初始化為動力蓄電池總成ECU自動控制方式(簡稱自動控制充電方式)。
4.4充電機的充電效率和功率因數交流輸入隔離型AC-DC充電機的輸出電壓為額定電壓的50%~100%,並且輸出電流為額定電流時,功率因數應大於0.85,效率應大於等於90%。直流輸入非隔離型DC-DC充電機的效率待定。
4.5充電機控制的安全要求
電動汽車充電機應能夠保證在充電過程中動力蓄電池單體電壓、溫度和電流不超過允許值。電動汽車充電機從初始化到充電結束的整個過程,應根據動力蓄電池總成ECU提供的信息進行相應動作。
此外充電機應滿足以下安全要求:
(1)充電機應具有符合GB/T18487.1-2001標準中6.2.3條和附錄B的充電控制導引電路;
(2)充電機應具備防輸出短路和防反接功能;
(3)充電機(系統)應具有檢測充電連線器是否可靠連線的功能。充電連線器沒有可靠連線時,充電機應不能啟動;
(4)動力蓄電池總成ECU與充電機之間建立連線的情況下,如果動力蓄電池總成ECU尚未發出充電允許信號,應不能啟動充電機;
(5)通信或充電導引電路發生故障時,應不能啟動充電機;
(6)充電過程中,通信和充電導引電路發生故障後,充電機應能自動關閉;
(7)充電過程中,充電機應能接受並執行動力蓄電池總成ECU發出的充電關閉指令;
(8)充電過程中拔充電連線器時,充電機應能檢測到充電連線器的分離動作,並使充電連線器高壓插接端子在零電流狀態下分離;
(9)充電過程中,採用手動或充電機監控系統調整充電電壓或充電電流時,充電電壓和充電電流應不能超過動力蓄電池總成ECU中設定的最高允許值;
(10)在充電過程中,當電池充電電壓、充電電流或電池溫度超過允許值時,充電機應具有報警功能,並能夠自動採取相應的控制措施;
(11)充電機的電擊防護要求應符合GB/T18487.1-2001標準中第9章的要求;
(12)對充電機的電介質絕緣測試應符合GB/T18487.3-2001標準中第10章的要求;
(13)對充電機的氣候環境測試、機械環境測試和電磁環境測試應符合GB/T18487.3-2001標準中第11章的相關要求;
5
充電控制導引電路
5.1充電控制導引電路組成(1)充電機必須有充電控制導引電路,充電控制導引電路由控制導引導體、保護性接地導體、動力蓄電池總成ECU及充電機內的電子電路組成。充電控制導引電路應直接控制充電機變流電路、輸出電流和電壓的開關;
(2)充電控制導引電路原理圖(待定);(3)充電控制導引電路狀態定義(待定)。
5.2安全控制功能
充電控制導引電路應具有以下安全控制功能:(1)確認充電機與電動汽車之間的充電連線器是否已正確連線;
(2)接地導體可靠性監測;
(3)系統通電狀態指示;
6對充電連線器的要求
6.1主要技術參數
(1)工作溫度:-50℃~300℃;
(2)插拔壽命:≥1000次;
(3)介電強度和絕緣電阻應符合GB/T11918-2001中的相關要求;
(4)連線器具有防濺水功能;
(5)接觸電阻和額定電流:待定;
6.2對連線器的基本要求
充電站(1)連線器手柄應採用高強度阻燃絕緣材料製作;
(2)連線器應具有防反接功能;
(3)在有直流負載電流通過高壓插接端子的情況下,不允許拔開連線器;
(4)連線器應具有鎖緊裝置;
(5)為保障工作人員和設備的安全,連線器應具有閉鎖功能,以防止在正常工作過程中連線器發生分離;
(6)當高壓端子帶負荷分離時,要求高壓插接端子應能夠自動滅弧,不會產生連續電弧;
(7)連線器拔插壽命應大於1000次,並應不超過6個月進行一次安全試驗;正常使用期限不得超過1年,並應在使用期限內及時更換連線器高壓插接端子;
(8)連線器的電磁兼容性應符合GB/T18487.2-2001標準中第9章的要求;
6.3連線器插接端子的連線和分離順序
(1)連線順序:要求接地保護端子和高壓插接端子先於連線控制和通信插接端子連線。
(2)分離順序:要求控制和通信插接端子先於高壓插接端子和接地保護插接端子分離。
接地保護端子和高壓插接端子的連線、分離順序暫不做要求。
7充電機接口和通信要求
7.1充電機接口
充電機與電動汽車之間的連線應包括以下幾部分:高壓充電線路、充電控制導引線、充電控制電源線、充電監控通信連線線、接地保護線。同時,充電機應預留與充電站監控系統連線的通信接口。
7.2充電機通信要求
推薦採用CAN匯流排以及CAN2.0協定作為充電機的通信匯流排形式和通信協定。
通信內容包括:動力蓄電池單體、模組和總成的相關技術參數,充電過程中電池的狀態參數,充電機工作狀態參數,車輛基本信息等。
8計量、計費
電動汽車充電系統需要安裝計量、計費裝置以便對充電電量和費用進行記錄。
(1)直流充電模式的計量、計費裝置
計量、計費裝置在直流充電機輸出端。計量、計費裝置屬於充電機的部件。直流充電計量、計費裝置採用kW·h計量,解析度應小於或等於0.01kW·h,精度應小於或等於±1%。
(2)交流充電模式的計量、計費裝置
計量、計費裝置在交流充電機地面設備的輸出端,計量、計費裝置屬於充電系統的部件。交流充電計量、計費裝置採用有功電量(kW·h)計量,解析度應小於或等於0.01kW·h,精度應小於或等於±1%。
計量、計費裝置的技術條件和計量、計費方法待定。
9充電機的質量認證
(1)國家電網公司能源供給系統用充電機及相關設備,實行入網認證管理。沒有取得入網認證的產品,不得用於國家電網公司行業內部電動汽車的充電設備;
(2)充電機的入網認證檢測和試驗,由國家電網公司授權的單位實施;
(3)入網認證檢測、試驗實施辦法另行制定。
10外觀、標識和標誌
充電機及配套設備應採用統一的外觀、標誌和標識。外觀、標誌和標識由國家電網公司統一制定和發布
前景分析
電動汽車取代傳統汽車,看上去還很遙遠,但各大相關央企已開始為此謀篇布局。如果電動汽車普及,充電站將會是這條產業鏈中的重要一環。與傳統汽車的加油站被石油巨頭壟斷相比,充電站給更多的企業提供了涉足機會。
目前建充電站尚無利可圖,不過國家電網、中石化、中海油、南方電網、中石油等大型央企紛紛發揮自身優勢,在全國範圍內開始為充電站競相“圈地”。
這場漸趨白熱化的競爭,卻面對一個尷尬的現實:目前我國尚無出台電動汽車和充電站相關標準和政策。
五大央企具體動作
國家電網建成首家可滿足各類電動汽車充電的充電站——上海漕溪充電站去年底正式運營,今年將在27個城市建立75座充電站和6209個充電樁。
南方電網在深圳建設電動汽車充電站,將為明年的大運會提供服務。
中石化中石化北京石油分公司與北京首科集團成立合資公司,中石化旗下加油、加氣站將改建成加油充電綜合站。
中海油2009年向天津力神電池股份有限公司投資了50億元,生產電動汽車使用的鋰電池,正考慮在全國建設電池更換站網路的可能性。
中石油據稱與地方政府部門有接觸,提出建設電動汽車充電站的想法。
建站緊鑼密鼓
據國家電網公司和南方電網公司內部人士透露,兩大電網已經低調將電動汽車充電站作為戰略重點。
2009年8月份,國家電網上海公司投資建設的國內第一座具有商業運營功能的電動汽車充電站--漕溪電動汽車充電站順利建成。這個項目歷時3年,總投資508萬元。
與此同時,南方電網方面也在積極突進。2009年12月底,國內最大電動汽車充電站在深圳啟用。由南方電網投資建設的首批兩座電動汽車充電站和134個充電樁在深圳正式投入使用,其充電容量總計達2480千伏安。此外,位於福田交通綜合樞紐換乘中心南出入口的電動汽車充電站也在緊鑼密鼓地規劃當中。按照規劃,深圳將共建各類新能源汽車充電站(樁)12750個。此外,福田交通綜合樞紐處的電動汽車充電站也在籌劃中。
從試點情況看,電動汽車能源消耗價格確實較低。在深圳試點,以比亞迪E6純電動汽車為例,快充2個小時可充電57度,可行駛300公里。按照目前普通商業電價計算,峰期每度電1.0064元,行駛300公里只需57.3648元;若利用谷期進行充電的話,單價只有0.2495元,充滿一次花費更少,僅需14.2215元。而傳統的燃油汽車,以每升汽油(深國Ⅲ)6.54元、每100公里油耗8升計算,行駛300公里就需要156.96元。約相當於峰期充電費用的3倍,谷期充電費用的11倍。
兩大電網公司要在電動汽車條件未成熟時就要大規模全國布局充電站,主要是瞄準了未來電動汽車的大發展,而建設充電站的投資並不大,比建設智慧型電網的變電站投入要低很多,技術含量也不高,先期大規模投入難度很小。
充電站拉動相關行業
電動汽車充電站的潛在
機會開始受到重視。電動車充電站作為電動車的基礎設施,其潛在價值必然在電動車市場啟動之前爆發。
據悉,建一個充電站需要兩三個月,而2010年兩大電網在全國初擬建設近100個充電站,以一個充電站平均投資300萬元計,100個將達到3億元,這還不包括大量的充電樁建設。而這將大大拉動設備市場的投資,值得注意的是,投資將持續而且加大力度,這將在未來帶動一個新興的設備市場。
目前,充電站設備投資主要包括三個部分:配電設備投資、直接充電設備投資以及管理輔助設備投資。其中,直接充電設備屬技術壁壘較高、難度較大的一種。因此,直接充電設備的相關公司受益較大。
"電網公司在布局充電站網路建設獲得了先期收益後,有色金屬行業則能從充電站的建設中獲得第二桶金。"申銀萬國分析師王華認為,在國家基礎建設暫告一段落之時,電動汽車充電站建設有望接過接力棒,繼續拉動國內銅市場的需求。以國內首家專業充電站上海漕溪充電站為例,總投508萬元,充電裝置投入占了200萬元。其中,精煉銅被大量用於電力電網以及相關充電裝置的建設中。事實上,滬銅單價已從2009年初的27,000元/噸上漲至年底的56,000元/噸,漲勢不容小覷。
上市公司僅一家染指
從目前的情況來看,國內上市公司中,奧特迅已參與深圳充電站建設,從產品的開發設計、生產到投入使用,奧特迅與深圳供電局、比亞迪、華僑城、華強鋼結構等在2009年年底完成了大運中心、和諧兩個電動汽車充電站以及134個充電樁的施工建設等多項艱巨任務。目前深圳市有比亞迪和奧特迅兩家充電櫃(樁)製造廠商。比亞迪充電樁主要為電動小轎車服務,奧特迅充電櫃主要為電動公車服務。充電櫃主要使用380伏的交流電,可滿足電動汽車快充需要;充電樁則使用220伏交流電,與家用電器插頭一樣,十分安全可靠。第一創業分析師師霄雲認為,公司毛利下降趨勢不改公司成本中有94%屬直接材料,其中電子元器件、蓄電池等占了較大比例。隨著九州電氣等一批新型電力電源企業的強勢介入,公司產品價格回升到金融危機前水平的機率很小。因此,判斷公司毛利率將繼續保持下降態勢,預計2009-2011年毛利率分別為40.9%、40.7%、38.9%。
"關注電動車充電站的潛在機會電動車充電站作為電動車的基礎設施,必然在電動車市場啟動之前爆發。公司作為在國內A股上市的唯一一家擁有電動車生產資質的生產商,擁有大量在手現金,產能彈性極大。如果電動公車價格瓶頸和充電站標準問題得以解決,公司有望在充電站市場發展的過程中獲得豐厚的收益。"師霄雲認為,奧特迅目前價格為22.10元,2009年PE為66.1倍,如果不考慮電力電源業務以外的產品,預計2010年的PE為53倍,估值較高,綜合考慮其電動車充電站市場的潛在機會,我們暫時維持其"審慎推薦"評級。
充電方法
電動汽車蓄電池放電後,用直流電按與放電電流相反的方向通過蓄電池,使它恢復工作能力,這個過程稱為蓄電池充電。蓄電池充電時,電池正極與電源正極相聯,電池負極與電源負極相聯,充電電源電壓必須高於電池的總電動勢。充電方式有恆電流充電和恆電壓充電兩種。電動汽車充電技術充電方法的研究:
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。
恆流充電法
恆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。控制方法簡單,但由於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,到充電後期,充電電流多用於電解水,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①二階段法採用恆電流和恆電壓相結合的快速充電方法,首先,以恆電流充電至預定的電壓值,然後,改為恆電壓完成剩餘的充電。一般兩階段之間的轉換電壓就是第二階段的恆電壓。
②三階段充電法在充電開始和結束時採用恆電流充電,中間用恆電壓充電。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。
恆壓充電法
充電電源的電壓在全部充電時間裡保持恆定的數值,隨著蓄電池端電壓的逐漸升高,電流逐漸減少。與恆流充電法相比,其充電過程更接近於最佳充電曲線。用恆定電壓快速充電,由於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。鑒於這種缺點,恆壓充電很少使用,只有在充電電源電壓低而電流大時採用。例如,汽車運行過程中,蓄電池就是以恆壓充電法充電的。
快速充電法
①脈衝式充電法,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。脈衝充電方式首先是用脈衝電流對電池充電,然後讓電池停充一段時間,如此循環,如圖5所示。充電脈衝使蓄電池充滿電量,而間歇期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,使下一輪的恆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。間歇脈衝使蓄電池有較充分的反應時間,減少了析氣量,提高了蓄電池的充電電流接受率。
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。
由於它採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衝,反向瞬間放電脈衝,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恆流充電和脈衝充電的基礎上,如圖7所示。其特點是將恆流充電段改為限壓變電流間歇充電段。充電前期的各段採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。充電後期採用定電壓充電段,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,使下一輪的恆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於第一階段的不是間歇恆流,而是間歇恆壓。在每個恆電壓充電階段,由於是恆壓充電,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衝快速充電法,合脈衝充電法、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衝間歇快速充電法得到發展套用。脈衝充電法充電電路的控制一般有兩種:
1)脈衝電流的幅值可變,而PWM(驅動充放電開關管)信號的頻率是固定的;
充電站
2)脈衝電流幅值固定不變,PWM信號的頻率可調。
脈衝電流幅值和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,提高蓄電池的充電能力。