纯电动公交车快速充电关键技术解决方案

对于参数相同、内阻相同的电池组，如采用不同的充电电流， 电池组的发热功率会相差非常大，要快充必须解决散热问题。 下面我们作一个简单的比较：
假如电池组的内阻R为0.1Ω（100mΩ），分别用100A和400A 的电流给此电池组充电，我们来比较一下它们的发热功率。
当用100A电流充电时：p=I²R=100²×0.1=1000（W) 电池组的发热功率为1kw.
充电时间的快慢，不仅仅是对充电时间的长短进行比较，还需要规 定在充电的时间内，电池容量的变化区间大于多少，或充入电池的电能 是电池额定容量的多少。
营运中的电动汽车在一般情况下，充电前电池剩余电量基本上是大 于20%的(SOC＞20%），所以我们暂时将电池电量从20%充至100%所需的 时间定为充电时间（电池容量的变化区间为80%）。我们也可以这样定 义：将电池额定容量80%的电能充入电池所需的时间为充电时间。
根据我们目前了解的情况，现在市场上持续充电倍率超 过2C的电池还是不少的，比如有钛酸锂电池、部分三元聚合 物电池、部分磷酸铁锂电池等。
2.快速充电对电池和充电设备的基本要求 2.1 对于电芯的基本要求：快充电芯产品近两年发展比较快， 为了生产能快速充电的电芯，许多企业在电池的正负极材料、 隔膜、电解液技术上都有所突破、有所创新。对于我们一般 的整车厂来讲，是不可能生产电芯的，我们需要做的是选好 电芯，需要对电芯进行更加严格的选择，包括对电芯、电池 组样件作更高要求的测试，我们认为用于快速充电的电芯必 须达到以下要求： a 、持续充电电流必须大于2C，才能满足理论充电时间小于 30分钟的要求。 b、在充电过程中，充电电流大于2C的时间占充电总时间的 85%以上（希望充电恒流比至少大于85%），可以满足在预定 的时间内完成充电的要求。 c、电芯的内阻足够小，避免在充电过程中出现电池过压和 电池温度失控的情况。
如果有台电动汽车充电所需的时间为2小时，那么与充电时间需要4 小时的电动汽车相比，它可以称为快速充电电动汽车，但是它与充电时 间只需要30分钟的电动汽车相比，它还算不算快速充电电动汽车？
因此，我们需要相关的技术标准来定义：将电池电量从多少开始 （比如20%），充至电量达到多少（比如95%），或者将电池容量的百分 之多少电能充入电池所需的时间小于多少，才能称为快速充电。希望有 相关技术标准尽快出台。
d、电芯的一致性应该高于普通电芯，避免在大电流充电时 出现某些单体电压过高或某些单体间的压差过大，而导致控 制系统降低充电电流，不能在预定的时间内完成充电，或出 现电池组未充满系统就结束充电的情况。 e、电芯的循环寿命应该比普通电芯较长，一般情况下，快 速充电电动客车所装载的电池容量比慢充电动客车少，一次 充电后的行驶里程较短，为满足一天行驶里程的要求，需要 充电N次。因此电池充电的频次比较高，所以快充电芯的循 环寿命至少是普通电芯循环寿命的N倍。
根据电池行业目前的技术水平，我们认为充电时间小于
30分钟才比较有现实意义，在现在的技术状态下，理想的充 电时间在5-15分钟比较合适。
按照充电时间小于30分钟的要求，对于电池来讲，持续 充电倍率达到2C就可满足要求。如果持续充电倍率能达到3C 就可满足20分钟快充要求，如果持续充电倍率能达到4C就可 满足15分钟快充要求。
2.2.3电池管理系统按电芯的特性设置快速充电所需的充电参数。 2.2.4电池管理系统能实时监控电池运行状态，具有精准的数据采集能力 和数据分析处理能力，实时向充电机发送充电参数指令，特别要防止电 池组出现过热和过充。 2.2.5电池管理系统在检测到关键参数严重超标，且向充电机发出停机指 令没有得到响应时，能及时主动切断充电回路，从而保护车辆的安全。 2.6电池管理系统应增设红外、烟雾探测、报警功能。 2.2.7电池管理系统能执行由远程监控终端发来的紧急停止充电指令。
p=I²R
（式中：p为电池组在充电时的发热功率、I为充电电流、R为电池组的内阻） 从上式可以看到： 电池组的发热功率p与电池组的内阻R是成正比的，因此我们必须选用优良
的电芯、优良的连接件、对连接点施加足够的连接压力、增大线排的截面积， 从而最大限度的减少电池组的内阻。
从充电电流方面来讲，电池组的发热功率p与电池组充电电流I的平方成 正比，但是充电电流是我们需要的，所以我们只能采用加强电池组的散热能力 来解决。 2.2.2 电池组必须具有优良的温度控制能力：电池组充电的温度区间（一般 0—45℃）比放电的温度区间（一般-20℃—55℃）窄得多，因此电池组必须具 有足够大的散热能力和优良的热管控策略，使电池组能安全、高效的完成充电。
2.2 对电池组的基本要求： 2.2.1 电池成组后的内阻要尽量小，电池组的内阻对电池组充电时发热量的影 响很大，因此需要把控好影响电池组内阻的几个环节，如电芯内阻、连接线排、 连接点接触面积和压紧力等方面。尽量减少每个环节的电阻，实现电池组内阻 最小化。 如我们按下式来计算电池组在充电状态下的发热功率
纯电动公交车快速充电关键技术解决方案
1.对快速充电的认识 2.快速充电对电池和充电设备的基本要求 3.快速充电对电流传导的基本要求 4.快速充电对控制的基本要求 5.快速充电的实践
1.对快速充电的认识
快速充电是目前电动汽车优选的一种充电模式，但是怎样才算快速 充电，目前还没有相关的技术标准来定义。
当用400A电流充电时：p=I²R=400²×0.1=16000（W) 电池组的发热功率为16kw
可见当电流增大4倍时电池组的发热功率会增大16倍，因此 要安全、有效的实现快速充电，必须给电池组配置优良的散热系 统，避免因温度过高而产生的事故，同时也可确保在我们预定的 时间内完成充电。
2.3充电设备的基本要求 2.3.1充电设备必须满足以下标准要求 GB/T27930 电动汽车充换电设施电能质量技术要求 GB/T 18487.1《电动车辆传导充电系统一般要求》 GB/T 18487.2《电动车辆传导充电系统电动车辆与交流/直流电源的连接 要求》 GB/T 18487.3《电动车辆传导充电系统电动车辆与交流/直流充电机 （站）》 GB/T 《20234电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔 通用要求》 QC/T841 电动汽车传导式传导接口