摘要针对LiFePO4电池的常用充电政策，举行了大宗尝试，蕴涵CC-CV（恒流-恒压）充电和脉冲电流充电。CC阶段充电温度和充电电流是CC-CV充电政策需求琢磨的闭键要素

针对LiFePO4电池的常用充电政策，举行了大宗尝试，蕴涵CC-CV（恒流-恒压）充电和脉冲电流充电。CC阶段充电温度和充电电流是CC-CV充电政策需求琢磨的闭键要素，从三个方面理解CC阶段和CV阶段对全数充电的功劳，蕴涵年光百分比、充电能效与电池正在差别温度和充电电流下的容量。闭于脉冲充电政策，从能量损耗的角度确定脉冲频率，然后举行差别脉冲形式、差别占空比以及差别充电温度和充电电流的脉冲充电尝试，琢磨脉冲充电的特征。为了扑灭电池极化，咱们优化了电池电压抵达截止电压前充电遣散时的充电电流，优化蕴涵将大电流转换为小充电电流或脉冲充电电流.尝试结果注脚，小充电电流不光能够缩短充电年光，还能够提升充电效力。这种政策实用于锂离子电池的敏捷充电。

序文LiFePO4电池耐高温，寿命领先2000次轮回。纵然正在格外急急的交通事变中，磷酸铁锂电池也不会爆炸。所以LiFePO4寻常用于商用车。锂电池的放电经过是不行控的，而充电经过是一个相对可控的经过。咱们能够通过采用适当的充电方法来优化锂离子电池的充电经过，以满意电动汽车的需求。

古代的充电方法闭键有CC（恒流）、CV（恒压）、CCCV（恒流恒压）。这些形式固然相对单纯易行，但都存正在充电年光长、形式简单、容易损坏电池等舛讹。针对古代充电方法的亏损，提出了少少新的充电方法，如分段恒流充电和脉冲充电。这些形式提升了充电效力，裁减了电池的充电年光，延伸了电池的运用寿命。但其还达不到墟市利用阶段。

CCCV是CC充电和CV充电两种方法的单纯组合。电池正在发端时以恒流充电，当电压抵达预订值时，转入第二阶段充电恒压充电，此时电流渐渐减小。当充电电流低重到某个值时，电池已充满电。

脉冲充电是一种敏捷充电方法，可有用扑灭电池极化，裁减充电年光。其道理是正在每段正向充电脉冲后加上一个充电罢休年光或一个放电脉冲。脉冲充电有两种式样：正脉冲充电和正负脉冲充电。正在正脉冲中心加一个罢休年光，正负脉冲充电式样正在正脉冲后加一个放电脉冲。

众阶段充电是正在充电初期电流较大，跟着充电的不断，电流渐渐减小，使电流弧线尽可以亲切可继承的充电电流弧线。有人提出了末期分段恒流充电的操纵参数，该操纵参数由容量梯度法确定。当电池电压抵达充电终止容量梯度法式时，终止现在阶段恒流充电

咱们以磷酸铁锂电池为尝试对象，琢磨锂离子电池的充电模子和充电政策。闭键从三个方面举行琢磨：起首是LiFePO4正在CC和CV充电经过中的特征；其次，通过尝试理解，寻找脉冲充电的甜头和实用境况；结果对充电政策确凿定提出了少少创议，以缩短充电年光，提升充电效力。

对待磷酸铁锂电池，充电电流可达2C以上，充电截止电压3.65V，额定电压3.2V，放电终止放电电压2.0V。

通过大宗尝试琢磨了充电电流和充电温度对LiFePO4的CCCV特征影响。咱们确定了LiFePO4充电的最佳温度界限，然后别离琢磨了CC阶段和CV阶段的充电特征。充电年光、有用充电量、充电能效（充电能量占总花费能量的比值）行为充电机能目标。

CCCV的结果如图1所示：当温度升高时，充电年光会快速裁减，更加是正在温度很低的时分；刚发端充电能量会显着增添，然后安定正在8.6Ah操纵。咱们能够得出结论，30°C~50°C是CCCV的最佳充电温度界限。

咱们正在30℃下采用0.5C、1C、1.5C、2C、2.5C恒流恒压充电，然后举行1C法式放电尝试。取得机能与充电电流的闭联。如图2所示：当充电电流增大时，CCCV的充电年光缩短，充电效力低落，充电能效低落。

行为CCCV测试，咱们琢磨了充电温度和电流对CC的影响。CC正在差别温度和电流下的机能如图3和图4所示，当温度升高时，充电年光、充电容量和能效都正在增添。对待CC，为了缩短充电年光，提升有用充电容量和能效，充电温度条件相反。当充电电流增大时，充电年光、容量和充电能效均低落

运用CCCV数据减去CC的数据咱们能够准备出CV阶段的充电年光、充电容量和能量效力。如图5和图6所示：当温度升高时，充电电流、充电年光和容量均低重。当电流增添时，充电年光和容量增添。CV阶段占用的年光比CC阶段众，但充入电池的电量较少。

如图7和图8所示：当温度升高时，CV的充电容量低重。跟着充电电流的增添，CV的充电年光增添，充电容量增添。与CV比拟，CC能够缩短充电年光，提升充电能效，大个人电量由CC充电。CC中充电的容量占CCCV的90%以上。可是CV是充电所一定的，正在充电遣散时，高SOC区域是电池寿命的敏锐区域，CV能够避开这个区域，延伸电池寿命

对待锂离子电池，充电电流可达2C以上。若采用2C恒流充电，充电约20分钟后充电容量抵达额定容量的80%，满意疾充条件。采用脉冲充电，增大充电电流时，固然能够缩短充电年光，但容易酿成锂离子电池过充。所以，本文以为，对待动力型锂离子电池，脉冲充电不是为了增添充电电流，缩短充电年光，而是实用于慢速充电的境况。当充电年光充溢时，采用脉冲充电，提升充电能效。本章通过尝试寻找各参数对脉冲充电的影响，确定最佳脉冲参数。然后，通过大宗比较尝试，得出充电电流和充电温度对脉冲充电的影响，。结果，通过尝试理解，寻找了脉冲充电的甜头和脉冲充电的实用境况

咱们正在不异的年光（5秒）为电池充电并正在差别的年光安息。咱们挖掘当trest=5s，即tchg(chargetime):trest(resttime)=1:1时，充电容量和能量效力最高。尝试结果示于图9和表1

尝试结果如图10、11和表2所示。正在tchg:trest=1:1的条款下，咱们正在差别的轮回中运用脉冲充电，以寻找轮回年光的影响。以来T=6s的机能优于T=6min。当tchg和trest的比例设守时，创议挑选短周期的rime

脉冲充电有两种式样：一种是只正脉冲一段年光，然后安息。另一种称为反射充电或Burp充电，正在一个正脉冲后，加上一个放电脉冲造成正负充电脉冲。咱们对比了两种差别的脉冲式样，第一种充电式样的机能更好。正在表3中咱们能够看到，第一种式样的充电年光比另一种式样少得众。放电能量效力为76.22%，低于第一种式样。归纳思索充电年光、放电功率和充电能效，正脉冲充电效率优于正负脉冲充电效率。而tchg:trest=1:1时，充电周期越短，有用充电的容量越众，充电能效越高。

温度和电流对脉冲充电也有影响，因而咱们正在差别的温度和电流下举行了尝试。温度低时脉冲充电效率更好。如图12和图13所示：与CC比拟，脉冲充电显着提升了容量和能源效力。当温度较低时，脉冲充电正在法式放电下放电，充电能效也有所提升。充电电流大时，脉冲充电较好。而且脉冲充电对充电电流的改观不敏锐，对充电电流的安定性条件不高。

现有琢磨仍然注脚锂枝晶正在CC遣散时发端出现。能够通过低落电流或运用脉冲充电来低落充电弧线，这意味着能够低落充电电流和脉冲去极化。正在CC遣散时，小电流充电能够低落Li+还原的速率，或者诈骗脉冲充电的残存年光裁减石墨轮廓的Li+，有利于此后的充电。所以，能够采用小电流充电、脉冲充电和小电流脉冲充电三种充电形式来优化最终充电。经历大宗尝试，对三种充电方法举行了琢磨和理解。咱们以电压、充电年光、有用容量、充电能效为评议目标。

为了琢磨小电流插入点对充电的影响，咱们策画了2C、3C两组比较尝试，别离正在3个SOC点的85%、90%、95%处插入小电流充电。从端电压、充电年光、有用充电容量和充电能效四个方面，咱们找到了小电流的最佳插入SOC点。结果如图16、图17和表5：充电遣散时，假设减小电流，充电年光和容量会增添，能效连结安定。所以，咱们通过优化充电年光来缩短充电年光并提升容量界限。小电流的插入点应迫近充电弧线%SOC相近）

为了琢磨小电流对充电的影响，策画了一组比较尝试。充电初期采用3C大电流充电。2C和1C小电流充电插正在90%SOC点，对比机能，确定小电流。当咱们正在充电遣散时运用小电流时，充电年光增添，能效介于大CC和小CC之间，充电容量增添。由于结尾的小电流只是用来裁减电池极化，因而能效的擢升并不大。所以，正在充电初期采用大电流充电，小电流充电时，充电后期采用充电方法。充电年光增添较少，可增添必定的有用充电量，不牺牲充电能效。同时，电流真相不行太小，由于充电年光比容量增添的众

对待脉冲充电，咱们策画比较尝试：咱们正在充电初期采用2C（3C）CC，当SOC抵达90%时，咱们采用2C（3C）1/1s脉冲充电直到截止电压（3.7V）。与CC比拟，充电容量和能量效力有所提升。充电年光略有增添。如图16所示：正在充电遣散时，采用脉冲充电。与恒流充电比拟，充电年光略有增添，充电容量和能效提升

对待脉冲小电流充电，咱们策画比较尝试：充电初期采用2C（3C）CC，当SOC抵达90%时，采用2C（3C）1/1s脉冲充电直至截止电压(3.7V)。如图17、18和表5所示：与CC和脉冲充电比拟，充电容量和能效有所提升，但充电年光大幅增添，所以不实用于敏捷充电。

因而说，CC更实用于锂离子电池，能够正在更短的年光内充入大宗电量，同时提升充电能效。所以，CC可用于敏捷充电。脉冲充电闭键实用于慢速充电，由于它需求更众的年光来擢升容量，从而提升能源效力。尝试注脚，无负脉冲的形式更好，除了裁减充电周期外，挑选tchg:trest=1:1会提升脉冲充电的机能。本文针对充电末期提出了三种充电方法：小电流充电、脉冲充电和小电流脉冲充电。尝试结果注脚，正在末期采用小电流充电是最佳挑选。充电年光最短，容量最高，充电能效不低，适合磷酸铁锂的敏捷充电。

文献起原：Yu, P., et al. (2019). Experiment Studies of Charging Strategy for Lithium-Ion Batteries. SAE Technical Paper Series.

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