- 鋰電池等效電路建模與荷電狀態估計
- 王順利 李小霞 熊莉英等
- 879字
- 2021-09-08 16:37:29
1.2.4 鋰電池的分段充電
鋰電池的分段充電能夠保證電池快速充滿又不過充電,對長期充不滿又放不完的電池起到一定修復作用。目前鋰電池主要的充電方式有兩種,主要為恒流充電模式和恒壓充電模式,無論是恒流充電模式還是恒壓充電模式,其充電方式主要可以分為四個階段來實現:涓流充電(低壓預充)、恒流充電、恒壓充電以及充電終止。鋰電池的充電大多數由IC芯片控制,具體的充電過程如下:首先檢測待充電鋰電池的實際電壓,如果電壓低于3V,就需要先進行預充電,這時充電的電流一般為設定電流的十分之一,直到電壓穩步上升到3V以后,再進入標準的充電過程;標準的充電過程為先以設定電流進行恒流充電,待電池電壓上升到4.2V時,再改為恒壓充電,即使電壓持續為4.2V進行充電;充電一段時間后,充電電流逐漸下降,當下降至設定電流的十分之一時,充電過程結束。
第一階段:涓流充電。主要針對完全放電的電池單元進行預充電(恢復性充電),即在電池電壓低于3V時采用涓流充電。涓流充電電流是恒流充電方式下電流的十分之一,即0.1C(C是以電池標稱容量對照電流的一種表示方法,例如電池的容量是1000mA·h,則1C就代表充電電流為1000mA)。
第二階段:恒流充電。當電池的電壓上升到涓流充電閾值以上時,則提高此時的充電電流進行恒流充電。一般情況下恒流充電的電流在0.2~1.0C。此時鋰電池的電壓也會隨著恒流充電過程逐漸上升,一般情況下單節電池設定的電壓為3.0~4.2V。
第三階段:恒壓充電。當鋰電池的電壓上升到4.2V時,恒流充電階段結束,開始恒壓充電階段。這時電流的變化會根據電芯飽和程度而決定,隨著充電過程的進行,充電電流從最大值慢慢地減少,當減小到0.05C時,則認為充電終止。
第四階段:充電終止。充電終止的典型方法主要有兩種。第一種方法采用最小的充電電流來判別或采用定時器(或者兩者相互結合)。用最小電流法來監視恒壓充電階段的充電電流,并當充電電流減小到0.05C(或者取0.02~0.07C范圍內的值)時就終止充電。第二種方法采用的是計時法,以恒壓充電階段開始的時間為初始時間,連續充電2h后終止充電過程。
完全放電的電池完成以上四個階段的充電需要2.5~3h。充電結束后,如果檢測到電池電壓低于3.89V將重新充電。