一种电动汽车充放电策略的研究

摘要：充电电池是电动汽车的核心部件，直接影响电动汽车的性能，而一种有效的充电方法可提高动力电池的寿命。设计了充电主电路及控制电路，针对铅酸蓄电池在PSCAD环境搭建了仿真电路模型，采用一种自恢复正负脉冲式充放电策略，验证了该充放电策略的有效性，对于其他种类的蓄电池也有借鉴意义。
关键词：蓄电池；充电策略；电动汽车

1 引言
动力电池是电动汽车的主要能量来源，其性能好坏将直接影响电动汽车的行驶里程。而蓄电池寿命与充放电方法有密切关系。在蓄电池充电过程中，电荷堆积在电池电极上产生反向电压，具体表现为电池内阻增加；同时，随着电池的使用，电池内部电极上附着的硫化物也会增多，造成电池内阻增大，这两种因素都影响了充电速度和质量。消除它们的有效方法则是采用负脉冲，在电池两端瞬间放电以去除电极上的积电荷，从而改变蓄电池固有的指数曲线形式的充电特性，在恒流恒压充电过程中采用这种新式充电策略能提高蓄电池充电接受能力，并提高电动汽车的使用效率及续航能力。

2 最大充电电流的确定
研究表明，若在充电过程中保持等量、微量的气体析出和稳定的温升，则充电曲线是一条指数曲线。蓄电池最大充电电流曲线如图1所示，这是一条自然接受曲线，若充电电流位于曲线的右侧，即充电电流大于可接受电流，则会导致电池内部产生电解水；若充电电流位于曲线左侧，此时的充电电流均为充电的可接受电流。

3 充电站主电路设计
充电机功能模块包括输入整流电路和功率变换电路。充电站主电路结构图如图2所示。

该充电机采用全控电力电子元器件为控制核心，如图3所示，控制电路采用达到功率因数正弦波电流的双闭环控制，电流内环是按电压外
环输出的电流指令进行电流控制，电压外环是控制三相电压型PWM整流器直流侧电压。