锂电池常用的两种充电模式电路
eeskill 2022-09-27

恒流恒压充电第一阶段以恒定电流充电;当电压达到预定值时转入第二阶段进行恒压充电,此时电流逐渐减小;当充电电流达到下降到零时,蓄电池完全充满。这种是目前锂电池最常用的充电方法。

开关电源的恒压模式和恒流模式

“充电桩之芯”作为一种AC/DC电源,它是以恒定电压输出还是以恒定电流输出,这是由“充电桩之芯”自己决定的吗?为了回答这个问题,我们需要科普一下开关电源的“恒压”工作模式和“恒流”工作模式。

恒压(CV,ConstantVoltage)模式,是指开关电源的输出电压恒定,开关电源的控制环路是电压环在起作用,电压环的给定电压就是电源输出的“恒定电压”。恒压模式下的输出电流大小是由负载决定的。

1,对于单环控制系统,恒压模式下,电压环在工作。

2,对于双环控制系统,恒压模式下,如果电压环是内环,电流环是外环,内环电压环在工作,外环电流环没有参与控制,或者说外环失效了;如果电压环是外环,电流环是内环,双环都在工作,外环电压环的PI输出作为内环电流环的给定。

恒流(CC,ConstantCurrent)模式,是指开关电源的输出电流恒定,开关电源的控制环路是电流环在起作用,电流环的给定电流就是电源输出的“恒定电流”。恒流模式下的输出电流大小是由负载决定的。

对于单环控制系统很好理解。对于双环控制系统,电流环和电压环怎么相互转换的,这对于初学者并不好理解。

恒流充电和恒压充电电路区别

可以看输出电压。如果不同负载电压不变就是恒压

恒流充电:以恒定的电流为蓄电池充电的方式;可以使用相对较大的电流进行充,这样充电效率比较高。

恒压充电:充电电压维持在恒定值的充电方式; 充电末端是因为电池极化内阻的原因导致虚电压较高,采用恒压模式,降低充电 ,电流,可以使电池充的比较满。以锂蓄电池为例:恒流恒压充电(CCCV)第一阶段对电池进行恒流充电,此阶段电池电压随时间线性上升,当电池电压达到预设上限值(一般为 4.2V),转入第二阶段再以此上限电压对电池进行恒压充电,在恒压充电阶段充电电流随时间逐渐减小,直至电流下降至设定的最小值(一般为 0.1C-0.02C,C=电池容量/h),可认为电池充满,至此充电过程结束。

目前的恒流恒压的这个模式,充电效率高,而且对电池的损伤也较小,是普遍的充电方式。

(非要说区别的话,可以在两种充电方式下改变负载,横流充电电流不变,负载两端电压会变化;而恒压充电电压不变。)

充电过程中恒流充电和恒压充电的本质

充电过程中,充电系统的“主脑”BMS发送给“从脑”充电桩控制器(在国标上用“充电机”表示)的报文种类繁多,但是,与充电桩之芯是工作在恒流还是恒压模式相关的指令性报文信息并不多。根据国标GB/T27930-2015,《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》,全部列举相关信息如下:

1,PGB9984,BMS握手报文,提供BMS“最高允许充电总电压”。

2,PGN1536,充电参数配置阶段,BMS发送给充电机的动力蓄电池充电参数,给出了“最高允许充电电流”和“最高允许充电总电压”。

3,PGN4096,电池充电需求报文(BCL),这是充电过程最关键的报文。摘录如下:

这段条文中提到的CML报文是充电机最大输出能力报文,充电机发送给BMS的充电机最高输出电压,最大输出电流,最低输出电压,最小输出电流等。

这段报文没有解释如何进入恒压或恒流模式,只是换一种方式解释了恒压模式和恒流模式的含义:

在恒压充电模式下,充电机输出的电压应满足电压需求值,输出的电流不能超过电流需求值;在恒流充电模式下,充电机输出的电流应满足电流需求值,输出的电压不能超过电压需求值。

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