北京交通大學(xué)2.成組串聯(lián)鋰離子電池充電方法2.成組串聯(lián)鋰離子電池充電方法3.電動(dòng)汽車的能源補(bǔ)給方式4.電動(dòng)汽車充電站工藝設(shè)計(jì)4.電動(dòng)汽車充電站工藝設(shè)計(jì)5.電動(dòng)汽車充電站的發(fā)展趨勢(shì)5.電動(dòng)汽車充電站的發(fā)展趨勢(shì)1、充電倍率充電倍率越大，電池壽命縮短，同時(shí)充電倍率越大電池的發(fā)熱情況越大。選擇充電倍率可電池使用壽命的要求、電池箱內(nèi)部散熱條件、電池的技術(shù)要求有關(guān)。目前常規(guī)充電的要求：1/3C,可實(shí)現(xiàn)的快速充電的要求：1~1.5C34.14.24.3充電截止電壓(V)壽命—容量(%)鋰離子電池使用條件和壽命的關(guān)系3、溫度解液氧化分解增加，電池容量下降速度加快。所以電池充電電流的選擇，不僅是電池廠家的測(cè)試數(shù)據(jù)，還要依賴于當(dāng)時(shí)的氣溫條件，電池發(fā)熱量=充電電流*電池內(nèi)阻溫升T1溫升T1〔和電池箱上環(huán)境溫度T2的總電電流〔主要靠試驗(yàn)驗(yàn)證)63、溫度低溫下電池負(fù)極的嵌鋰能力下降，鋰離子累積可能導(dǎo)致安全事故溫度0.1C充球鋰不允許允許不允許允許允許72、放電深度球球知識(shí)1、電池成組應(yīng)用和電池單體應(yīng)用的差別根據(jù)電動(dòng)汽車的要求，電池實(shí)際應(yīng)用時(shí)成組串聯(lián)應(yīng)用，串聯(lián)的數(shù)量大體在90~170串〔1〕單體電池的不一致性會(huì)造成當(dāng)串聯(lián)電池組充電時(shí)，某些單體產(chǎn)生過(guò)充的現(xiàn)象，〔2〕單體電池的不一致性會(huì)造成當(dāng)串聯(lián)電池組放電時(shí)，某些單體產(chǎn)生過(guò)放的現(xiàn)象，(3)單體電池容量的差異會(huì)造成成組電池的總?cè)萘啃∮趩误w電池的容量2、針對(duì)成組電池充放電應(yīng)用技術(shù)方法〔1〕建立電池管理系統(tǒng)和充電機(jī)之間的通信連接，利用電池管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)改變充放電電流的大??；(2)利用電池管理系統(tǒng)對(duì)單體電池的容量差異進(jìn)行修正；傳統(tǒng)電池充電方法和新型鋰離子動(dòng)力充電方法的比較充電電流電池組總電壓限壓值+LLNAC統(tǒng)單體電池最高電壓?jiǎn)误w電池控制技術(shù)成組串聯(lián)鋰離子電池充電方法成組串聯(lián)鋰離子電池充電方法為保證鋰離子電池使用壽命和安全性以及電池組容量利用性1、根據(jù)電池箱環(huán)境溫度和電池箱散熱的條件，實(shí)時(shí)改變充電電流的大小和單體電池電壓的上限；2、根據(jù)電池的使用時(shí)間和容量衰退過(guò)程，控制電池的充電電流的大小和單體電池電壓的上限；3、利用地面均衡電路和車載電池管理系統(tǒng)均衡電路，用來(lái)補(bǔ)償電池自放電、單體電池充放電效率差異帶來(lái)的容量差異；電動(dòng)汽車的能源補(bǔ)給方式主要能源補(bǔ)給方式：電池更換、車載充電、地面常規(guī)充電、地面快速充電；1、電池更換：采用電池更換方式，地面充電，提高車輛利用率，設(shè)備投入大，造價(jià)高；2、車載充電：受車載、民用配電、成本的所限，功充電時(shí)間長(zhǎng)知適用于夜間慢速充電〔8~103、地面常規(guī)充電：基本采用1/3C整車充電，適用于小規(guī)?；蛱胤N車輛使用；4、地面快速充電：基本采用1C~2C整車充電，時(shí)間在半小時(shí)內(nèi)，適用于滿足充電特點(diǎn)的車輛使用。國(guó)內(nèi)充電站現(xiàn)狀北京121路電動(dòng)公交客車充電站電動(dòng)汽車充電站工藝設(shè)計(jì)1、充電站能源補(bǔ)給方式的確定根據(jù)電動(dòng)車輛的運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)，選擇適合的能源補(bǔ)給方式公交車選用更換方案；班車選用常規(guī)整車充電方案；環(huán)衛(wèi)車用常規(guī)整車充電方案或晚間常規(guī)充電方案；物流車用常規(guī)整車充電方案或晚間慢速充電；出租車用更換、快充、晚間慢速充電相結(jié)合的方式；2、充電站規(guī)模的確定根據(jù)電動(dòng)車輛的運(yùn)營(yíng)要求，確定充電站的規(guī)模，主要例：世博會(huì)充電站設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車充電站工藝設(shè)計(jì)球鋰球鋰1.基本設(shè)計(jì)參數(shù)：首班車發(fā)車時(shí)間(開園時(shí)間：9:30)末班車時(shí)間早高峰午后高峰晚高峰高峰小時(shí)斷面流量(人/小時(shí))車容量(人)電派每組電池可支持行駛里程(km)每輛車換電池時(shí)間(從進(jìn)到出)(分)線路全程長(zhǎng)度(km)i.發(fā)車間隔與配車數(shù)的計(jì)算：Pm=Hm/C;T=60/Pm(Pm為高峰小時(shí)配車數(shù))發(fā)車間隔T=0.7分鐘=42秒，繼而根據(jù)以下公式：得出高峰小時(shí)配車數(shù)W=60組=120輛。ii.快換機(jī)器人配置的計(jì)算：得出配車數(shù)后，根據(jù)已知早午晚高峰時(shí)段，在早高峰結(jié)峰運(yùn)營(yíng)的車輛全部更換電池〔120輛車〕。而由于發(fā)車間隔的存在，所以在早高峰〔11:00〕后4.9分鐘，快換機(jī)器人才能全部投入工作。所以全部電池更換時(shí)間需要175.1=3×60-4.9分鐘完成120組電池更換，平均7輛車/10分鐘，而快換機(jī)器人的更換速度為1輛車/10分鐘，每個(gè)通道同時(shí)有兩輛車同時(shí)更換平均速度2輛車/10分鐘，所以需要設(shè)立4個(gè)通道，每個(gè)通道需要2套〔4個(gè)〕機(jī)器人才能保證運(yùn)行。iii.備用電池組的數(shù)量配置方案：一個(gè)半小時(shí)后需要更換一批電池(60組),此時(shí)需要60組已正在充電的電池有8組已經(jīng)接近充滿，應(yīng)該可以使用，所以備用電池?cái)?shù)量選定位112組。2.設(shè)計(jì)思路：供電負(fù)荷=充電機(jī)總輸出功率/效率/線路及無(wú)功損耗)*充電機(jī)同時(shí)利用系數(shù)。根據(jù)充電站充電機(jī)的運(yùn)待情況鋰最的時(shí)候有108組電池都供電負(fù)荷=(112〔組電池)*9kW〔一臺(tái)充電機(jī)〕*7〔平均一約為8MW.世博會(huì)公交充電站設(shè)計(jì)方案I高峰小時(shí)配車數(shù)(輛)(兩車并發(fā))120平峰配車數(shù)(輛)60高峰期運(yùn)能(人/小時(shí))12000平峰期運(yùn)能(人/小時(shí))6000供電負(fù)荷(MW)8發(fā)車間隔(秒)配車數(shù)(輛)快換機(jī)器人數(shù)(對(duì))備用電池組數(shù)目(組)充電機(jī)數(shù)目(組)〔1〕充電站工藝流程的制定；〔2〕土建設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)；(②設(shè)備功能和技術(shù)條件確定派(3充電通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和協(xié)議的制定；(4)設(shè)備驗(yàn)收方法和流程的制定；〔5〕車輛運(yùn)營(yíng)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛥f(xié)議制定；例：奧運(yùn)會(huì)設(shè)計(jì)資料1、采用快速更換模式下分箱充電2、鋰離子電池充電方法由和電池箱配套的電池管理系統(tǒng)提供單體電池?cái)?shù)據(jù)機(jī)根據(jù)此數(shù)據(jù)控制整箱電池最高單體電池電壓，當(dāng)其中一節(jié)電池電壓達(dá)到上限，充電機(jī)自動(dòng)降低充電電流，直到充電電流小于10A。保證充電過(guò)程中沒有單體電壓超限，保證電池組安全。3、充電機(jī)數(shù)量共24組充電單元，每組12臺(tái)充電機(jī)，每?jī)蓚€(gè)單元構(gòu)成3個(gè)車的充電系統(tǒng)。共需288個(gè)充電機(jī)每個(gè)充電單元由12臺(tái)充電機(jī)、12個(gè)電池組及電池管理系統(tǒng)、煙霧傳感器、24V直流電源、電池存儲(chǔ)架〔和快速更換系統(tǒng)匹配〕等組成。〔1〕每個(gè)充電機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)電池組(2)充電機(jī)和電池組電池管理系統(tǒng)之間采用隔離485接口〔3〕每個(gè)電池存儲(chǔ)架安轉(zhuǎn)一個(gè)煙霧報(bào)警器〔4〕電池管理系統(tǒng)和煙霧報(bào)警器采用24V直流電源供電〔5〕每個(gè)單元采用一個(gè)煙霧報(bào)警監(jiān)控轉(zhuǎn)接卡，采集12個(gè)煙霧〔6〕每個(gè)單元的充電機(jī)的監(jiān)控CAN接口并聯(lián)在一起，向電電池電池電池電電池電池箱煙霧監(jiān)控轉(zhuǎn)接卡11單元13單元2單元14單元3單元15單元5單元17單元5單元18單元頁(yè)頁(yè)c充電監(jiān)控計(jì)算機(jī)1統(tǒng)計(jì)服務(wù)器7單元19單元7單元8單元20單元9單元21單元10單元22單元1單元23單元12單元24單元UPS(提供充電監(jiān)控充電監(jiān)控每臺(tái)充電監(jiān)控計(jì)算機(jī)監(jiān)控6個(gè)充電單元，可監(jiān)控9輛車的電池充電情況，整個(gè)監(jiān)控平臺(tái)，共需4個(gè)監(jiān)控計(jì)算機(jī)。四個(gè)監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)局域網(wǎng)和數(shù)據(jù)記錄和統(tǒng)計(jì)服務(wù)器相連，用于記錄和統(tǒng)計(jì)所有充電機(jī)和電池的數(shù)據(jù)。充電監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能有〔1〕監(jiān)控所有充電機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障報(bào)警信號(hào)〔2〕監(jiān)控所有充電電池組的單體電池電壓、溫度、充電容量等數(shù)據(jù)〔3〕提供充電機(jī)遠(yuǎn)程控制功能：設(shè)置運(yùn)行參數(shù)、開關(guān)機(jī)、修改電池管理系統(tǒng)參數(shù)、編號(hào)等〔4〕提供所有充電機(jī)緊急停機(jī)功能煙霧報(bào)警器工作電源為24VDC,通過(guò)內(nèi)部的煙霧傳感器檢測(cè)煙霧濃度，輸出形式為繼電器觸點(diǎn)。當(dāng)煙霧濃度未達(dá)到限量時(shí)，報(bào)警器內(nèi)部電路控制繼電器輸出為開路；當(dāng)煙霧濃度超過(guò)限量時(shí)，報(bào)警器內(nèi)部電路控制繼電器輸出為短路。當(dāng)有煙霧報(bào)警信號(hào)后，通過(guò)煙霧報(bào)警轉(zhuǎn)接卡檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控計(jì)算機(jī)提供報(bào)警信號(hào)，由計(jì)算機(jī)顯示和定位報(bào)警故障發(fā)生點(diǎn)，并提供聲光告警信號(hào)。電動(dòng)汽車充電站工藝設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車充電站工藝設(shè)計(jì)2單元3單元4單元5單元6單元2單元3單元工工它44集線器計(jì)算機(jī)電源)監(jiān)控計(jì)算監(jiān)控計(jì)算機(jī)GA4飛AGA4飛A43N3HNNR23單元21單元23單元21單元25kWp光伏25kWp光伏陣列并網(wǎng)變充電機(jī)充電機(jī)1微網(wǎng)能2025/9/30電池的回收和再利用：鋰離子電池容量衰減到80%后，就不能在電動(dòng)汽車中使用；電池再利用價(jià)值：通過(guò)電池的梯級(jí)利用，將電池應(yīng)用到其他類領(lǐng)域，至少降低車用動(dòng)力電池購(gòu)置成本20%。儲(chǔ)能應(yīng)用：通過(guò)電池的大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用，可以對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行削峰填谷，降低充電站負(fù)荷的波動(dòng)，減少對(duì)電網(wǎng)的影響。電池篩選：通過(guò)梯級(jí)利用電池的容量衰減規(guī)律對(duì)淘汰電池進(jìn)行合理篩選，將參數(shù)處于同一水平的電池進(jìn)行合理配組，能夠有效的提高車輛淘汰電池容量利用率，延長(zhǎng)車輛淘汰2025/9/304.14充電特性恒極化CC-CV充電(1C)CC-CV充電(0.3C)充電時(shí)間充電過(guò)程中最大端電壓及時(shí)間長(zhǎng)短知4.18V(時(shí)間點(diǎn))識(shí)星球鋰電派4.202V(時(shí)間長(zhǎng))4.202V(時(shí)間短)充電容量次數(shù)循環(huán)次數(shù)恒極化充電容量衰退率容量衰退率(%)容量衰退率(%)電池的回收和再利用：鋰離子電池容量衰減到80%后，就不能在電動(dòng)汽車中使用；電池再利用價(jià)值：通過(guò)電池的梯級(jí)利用，將電池應(yīng)用到其他類領(lǐng)域，至少降低車用動(dòng)力電池購(gòu)置成本20%。儲(chǔ)能應(yīng)用：通過(guò)電池的大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用，可以對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行削峰填谷，降低充電站負(fù)荷的波動(dòng)，減少對(duì)電網(wǎng)的影響。電池篩選：通過(guò)梯級(jí)利用電池的容量衰減規(guī)律對(duì)淘汰電池進(jìn)行合理篩選，將參數(shù)處于同一水平的電池進(jìn)行合理配組，能夠有效的提高車輛淘汰電池容量利用率，延長(zhǎng)車輛淘汰2025/9/30