讓充電器加速充電

楊弘毅

日常生活中許多移動電氣設備需要使用電池存儲電能，以供設備正常工作。但傳統的充電方法不僅充電時間較長，而且對電池的壽命也有損害。本文采用分段充電和脈沖充電相結合的方法，并對內阻壓降進行補償，減少充電時間。

一、充電器的設計

充電器的一般原理是：首先從電網取電，經過不控整流（或PMW整流）將電網交流電變換成直流，再通過變壓器或降壓/升壓電路對直流充電電壓進行控制。電路結構和控制部分示意如圖1所示。其中電池的充電模型可簡單等效為充電電阻與電池電容串聯的結構。

充電器的充電過程主要分為兩個階段：恒流充電模式——充電電流恒定，電池兩端的電壓不斷升高；恒壓充電模式——電池兩端的電壓不變，而充電電流不斷減小。對于特定的電池而言，為了保護電池不因過度充電而使電池損壞，通常恒壓充電的臨界值選為電池最大電壓。

通過分析電池充電等效電路可以看出，電池在充電時兩端的電壓包括了電池電動勢和充電內阻壓降（Ur=Ic·r）。一般充電內阻可近似看為恒值，因而內阻壓降與充電電流成正比。因此充電電壓Uc與E，內阻r，充電電流Ic的關系滿足Uc= E+Ic·r（1）。

通過突然改變充電電壓，可得到同一時刻附近的兩個充電電壓Uc1和uc2，同時分別測量電壓改變前后的充電電流和。由于充電前后時間很短，電池電動勢還沒來得及發生變化，統一取E值。將所測量值代入（1）式可以得到方程組：

二、快速充電方法驗證

為了驗證快速充電方法的有效性，在matlab/simulink中使用SimPowerSystem中的元件搭建仿真實驗平臺進行測試。測試過程中，恒流到恒壓充電的切換時刻點為0.08h，但無內阻補償時恒壓將電池充電至100V的時刻為0.16h。加入內阻補償時恒壓充電將電池充至100V的時刻為0.103h。所以，加入內阻補償技術后可減少35%的充電時間。endprint

日常生活中許多移動電氣設備需要使用電池存儲電能，以供設備正常工作。但傳統的充電方法不僅充電時間較長，而且對電池的壽命也有損害。本文采用分段充電和脈沖充電相結合的方法，并對內阻壓降進行補償，減少充電時間。

一、充電器的設計

充電器的一般原理是：首先從電網取電，經過不控整流（或PMW整流）將電網交流電變換成直流，再通過變壓器或降壓/升壓電路對直流充電電壓進行控制。電路結構和控制部分示意如圖1所示。其中電池的充電模型可簡單等效為充電電阻與電池電容串聯的結構。

充電器的充電過程主要分為兩個階段：恒流充電模式——充電電流恒定，電池兩端的電壓不斷升高；恒壓充電模式——電池兩端的電壓不變，而充電電流不斷減小。對于特定的電池而言，為了保護電池不因過度充電而使電池損壞，通常恒壓充電的臨界值選為電池最大電壓。

通過分析電池充電等效電路可以看出，電池在充電時兩端的電壓包括了電池電動勢和充電內阻壓降（Ur=Ic·r）。一般充電內阻可近似看為恒值，因而內阻壓降與充電電流成正比。因此充電電壓Uc與E，內阻r，充電電流Ic的關系滿足Uc= E+Ic·r（1）。

通過突然改變充電電壓，可得到同一時刻附近的兩個充電電壓Uc1和uc2，同時分別測量電壓改變前后的充電電流和。由于充電前后時間很短，電池電動勢還沒來得及發生變化，統一取E值。將所測量值代入（1）式可以得到方程組：

二、快速充電方法驗證

為了驗證快速充電方法的有效性，在matlab/simulink中使用SimPowerSystem中的元件搭建仿真實驗平臺進行測試。測試過程中，恒流到恒壓充電的切換時刻點為0.08h，但無內阻補償時恒壓將電池充電至100V的時刻為0.16h。加入內阻補償時恒壓充電將電池充至100V的時刻為0.103h。所以，加入內阻補償技術后可減少35%的充電時間。endprint

日常生活中許多移動電氣設備需要使用電池存儲電能，以供設備正常工作。但傳統的充電方法不僅充電時間較長，而且對電池的壽命也有損害。本文采用分段充電和脈沖充電相結合的方法，并對內阻壓降進行補償，減少充電時間。

一、充電器的設計

充電器的一般原理是：首先從電網取電，經過不控整流（或PMW整流）將電網交流電變換成直流，再通過變壓器或降壓/升壓電路對直流充電電壓進行控制。電路結構和控制部分示意如圖1所示。其中電池的充電模型可簡單等效為充電電阻與電池電容串聯的結構。

充電器的充電過程主要分為兩個階段：恒流充電模式——充電電流恒定，電池兩端的電壓不斷升高；恒壓充電模式——電池兩端的電壓不變，而充電電流不斷減小。對于特定的電池而言，為了保護電池不因過度充電而使電池損壞，通常恒壓充電的臨界值選為電池最大電壓。

通過分析電池充電等效電路可以看出，電池在充電時兩端的電壓包括了電池電動勢和充電內阻壓降（Ur=Ic·r）。一般充電內阻可近似看為恒值，因而內阻壓降與充電電流成正比。因此充電電壓Uc與E，內阻r，充電電流Ic的關系滿足Uc= E+Ic·r（1）。

通過突然改變充電電壓，可得到同一時刻附近的兩個充電電壓Uc1和uc2，同時分別測量電壓改變前后的充電電流和。由于充電前后時間很短，電池電動勢還沒來得及發生變化，統一取E值。將所測量值代入（1）式可以得到方程組：

二、快速充電方法驗證

為了驗證快速充電方法的有效性，在matlab/simulink中使用SimPowerSystem中的元件搭建仿真實驗平臺進行測試。測試過程中，恒流到恒壓充電的切換時刻點為0.08h，但無內阻補償時恒壓將電池充電至100V的時刻為0.16h。加入內阻補償時恒壓充電將電池充至100V的時刻為0.103h。所以，加入內阻補償技術后可減少35%的充電時間。endprint