[发明专利]一种快速直流充电方法及直流充电桩

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种快速直流充电方法及直流充电 桩。

背景技术

为了缓解资源环境约束，应对全球气候变化，促进经济发展方式转变， 建设资源节约型、环境友好型社会，增强可持续发展能力，我国正在大力 加强节能减排工作。电动汽车的推广是节约能源的值得倡导的方式。但是， 电动汽车在全国范围的推广和普及十分有限，究其主要原因，基础设施特 别是充电桩的缺乏、以及充电站建设的严重滞后，致使充电十分不便并直 接导致消费者对电动汽车的认同度不高。而且，为了适应交流供电的现状， 目前绝大部分的电动汽车，特别是家用电动汽车均带有车载充电机。由于 为电动汽车的蓄电池充电需要车载充电机，这样一方面车载充电机增加了 电动汽车的成本和负重，另一方面车载充电机属于谐波源负荷，会产生谐 波电流注入公用电网，影响电能质量。

电动汽车车载蓄电池的快速充电是电动汽车进一步发展需解决的重要 问题。虽然现有的充电设备具有快速及均衡充电的功能，但其通常是按事 先设定的充电电流对电池进行充电。这种方法不能根据电池充电过程中的 具体情况对充电电流进行调整，为了避免出现过充电，设定的充电电流通 常偏小，因此充电时间仍然较长，而且由于不具备自适应能力，充电过程 中容易出现过充电现象，对蓄电池的寿命不利。为了在实现快速充电的同 时又不影响电池寿命，关键是要使快速充电过程具有自适应性，即根据电 池的实际状态自动调节充电电流的大小，使其始终保持在充电可接受电流 的临界值附近。图1为电池恒流充电特性曲线示意图。

现有的充电方式有恒流充电、恒压充电、恒流/恒压充电、浮充充电等。 恒压充电方式充电效率太低且充电初期电流较大，有可能造成电池温度上 升过快，对电池带来不利影响。恒流充电方式在充电后期易出现过冲现象 而导致电池电解液发生析气反应损坏电池，恒流/恒压充电方式采用恒流与 恒压相结合的方式充分利用了两者的优点，但在恒流阶段通常采用较小的 充电电流进行充电，充电效率不高。浮充充电方式只适合电池剩余容量较 大的情况。因此现有的充电方式对电池的充电效率较低，充电时间一般在 6小时左右。此外现有的充电终止时刻判断方法均存在一些问题，定时控 制由于电池的起始充电状态不完全相同很难设定统一的时间参数，最高电 压控制不能准确地判断电池已足充电，电压负增量控制的缺陷是电池电压 出现负增量后，电池已经过充电，电压零增量控制有可能在充电过程中发 生误判断，造成过早停止充电。

发明内容

为了解决现有技术中电池充电效率较低下、充电控制不准确等技术问题， 本发明提出一种快速直流充电方法及直流充电桩。

一种快速直流充电方法，包括：

实时检测电池的状态；

根据所述电池的状态确定所属的变流间歇充电阶段，并采用与所述变 流间歇充电阶段对应的电流值对所述电池进行恒流充电；

当恒流充电后的电池电压达到预设的标准值时，对所述电池采用恒压 充电，直到该电池的电压到达满充状态的终止标准时停止充电。

优选地，该方法还包括：

充电初始时，检测电池的电压；

当所述电压低于充电电压标准时，对所述电池进行预充电直到到达充 电电压标准。

优选地，该方法还包括：

设置有多个变流间歇充电阶段，每个阶段设置有对应的电流值以及每 个阶段设置有终止该阶段充电的充电终止容量梯度标准。

优选地，在采用与所述变流间歇充电阶段对应的电流值对所述电池进 行恒流式充电时，该方法还包括：

实时计算该电池在该阶段的容量梯度，如果计算出的容量梯度达到该 阶段的充电终止容量梯度标准，则结束该阶段的恒流充电，并切换至下一 个变流间歇充电阶段。

优选地，该方法还包括：

如果计算出的容量梯度未达到该阶段的充电终止容量梯度标准，则继 续实时计算电池在该阶段的容量梯度。

优选地，对所述电池采用恒压充电，直到该电池的电压到达满充状态 的终止标准时停止充电，具体包括：

对所述电池采用恒压充电，并实时计算所述电池电压的二阶导数值， 当所述二阶导数值到达预设的满充状态的终止标准时停止充电。

优选地，该方法还包括：

当所述二阶导数值未到达预设的满充状态的终止标准时，继续恒压充 电并实时计算所述电池电压的二阶导数值。