锂电池常见快速充电办法有哪些
来源：宝鄂实业
2019-10-26 17:06
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锂电池的充电办法有很多种，针对快速充电的要求，其主要办法包含脉冲充电、Reflex 充电，和智能充电。
1脉冲充电
这是来自文献中的一个脉冲充电办法，其脉冲阶段设置在充电触及上限电压4.2V今后，并在4.2V以上继续进行。
暂时不提其详细参数设置的合理性，不同类型电芯存在差异。
咱们关注一下脉冲实施过程。
下面是脉冲充电曲线，主要包含三个阶段：预充、恒流充电和脉冲充电。
在恒流充电过程中以稳定电流对电池进行充电，部分能量被转移到电池内部。
当电池电压上升到上限电压（4.2 V）时，进入脉冲充电形式：用1 C 的脉冲电流间歇地对电池充电。
在稳定的充电时刻Tc内电池电压会不断升高，充电中止时电压会逐步下降。
当电池电压下降到上限电压（4.2 V）后，以同样的电流值对电池充电，开端下一个充电周期，如此循环充电直到电池充满。
在脉冲充电过程中，电池电压下降速度会逐步减慢，停充时刻T0会变长，当恒流充电占空比低至5%～10%时，以为电池现已充满，中止充电。
与常规充电办法相比，脉冲充电能以较大的电流充电，在停充期电池的浓差极化和欧姆极化会被消除，使下一轮的充电更加顺利地进行，充电速度快、温度的改变小、对电池寿数影响小，因而现在被广泛运用。
但其缺陷很明显：需求一个有限流功能的电源，这添加了脉冲充电办法的本钱。
2间歇充电法
锂电池间歇充电法包含变电流间歇充电法和变电压间歇充电法。
1）变电流间歇充电法
变电流间歇充电法是由厦门大学陈体衔教授提出来的，它的特色是将恒流充电改为限压变电流间歇充电。
如下图所示，变电流间歇充电法的第一阶段，先选用较大电流值对电池充电，在电池电压达到截止电压V0时中止充电，此刻电池电压急剧下降。
坚持一段停充时刻后，选用减小的充电电流继续充电。当电池电压再次上升到截止电压V0时中止充电，如此往复数次（一般约为3～4 次）充电电流将减小设定的截止电流值。
然后进入恒电压充电阶段，以稳定电压对电池充电直到充电电流减小到下限值，充电完毕。
变电流间歇充电法的主充阶段在限制充电电压条件下，选用了电流逐步减小的间歇办法加大了充电电流，即加快了充电过程，缩短了充电时刻。
可是这种充电形式电路比较复杂、造价高，一般只要在大功率快充时才考虑选用。
2）变电压间歇充电
在变电流间歇充电法的基础上，有人又研讨了变电压间歇充电法。两者的差异就在于第一阶段的充电过程，将间歇恒流换成间歇恒压。
在每个恒压充电阶段，因为电压稳定，充电电流自然依照指数规律下降，契合电池电流可承受率跟着充电的进行逐步下降的特色。
3）Reflex 快速充电法
Reflex 快速充电办法，又被称为反射充电办法或“打嗝”充电办法。
该办法的每个作业周期包含正向充电、反向瞬间放电和停充3 个阶段。
它在很大的程度上处理了电池极化现象，加快了充电速度。可是反向放电会缩短锂电池寿数。
在每个充电周期中，先选用2 C 的电流充电时刻为10 s 的Tc，然后停充时刻为0.5 s的Tr1，反向放电时刻为1 s 的Td，停充时刻为0.5 s 的Tr2，每个充电循环时刻为12 s。跟着充电的进行，充电电流会逐步变小。
4）智能充电法
智能充电是现在较先进的充电办法，如下图所示，其主要原理是应用du/dt 和di /dt 操控技能，经过查看电池电压和电流的增量来判断电池充电状况，动态盯梢电池可承受的充电电流，使充电电流自始自终在电池可承受的最大充电曲线邻近。
这类智能办法，一般结合神经网络和含糊操控等先进算法技能，实现体系的主动优化。
充电办法对充电速率影响的试验数据
文献比较了恒流充电办法和一种反向脉冲充电。恒流充电就是整个充电过程中以稳定不变的电流对电池进行充电充。
恒流充电初期，能够有大电流充电，但跟着时刻的推移，极化电阻逐步显现并添加，形成更多的能量转化成热量，消耗掉并使得电池温度逐步上升。
恒流充电与脉冲充电的比较
脉冲充电办法，是以一段时刻的充电之后，呈现时刻短的反向充电电流。
充电过程中搀杂时刻短的放电脉冲，起到去极化的作用，降低极化电阻在充电过程中形成的影响。
有研讨专门对比了脉冲充电与恒流充电的效果差异性。取均匀电流为１Ｃ，２Ｃ，３ Ｃ 和４Ｃ（Ｃ 为电池额外容量数值） ， 别离做了４ 组对比试验，经过电池充完后放出的电量来衡量实践充入的电量下。
图为充电电流为２Ｃ 时脉冲充电的电流及电池端电压波形。表１ 为恒流脉冲充电试验数据。脉冲周期为１ｓ，正脉冲时刻为0.９ｓ， 负脉冲时刻为０.１ｓ。
Ichav 为充电均匀电流，Qin为充入电量；Qo为放出电量，η为功率。
从上表中的试验结果能够看到，恒流充电与脉冲充电功率近似，脉冲略低于恒流，但充入电池的总电量，脉冲办法明显多于恒流办法。
不同脉冲占空比对脉冲充电的影响
脉冲充电中的负电流放电时刻对充电快慢有，必定影响， 放电时刻越长， 充电越慢；
坚持相同均匀电流充电时， 放电时刻越长。
从下表能够看出，不同占空比对功率和充入电量有清晰的影响趋势，但数值差异不是很大。
与此相关的，还有两个重要参数，充电时刻和温度没有显示。
因此，挑选脉冲充电优于继续恒流充电，详细挑选占空比，则需求重点考虑电池温升和充电时刻诉求。
