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CCCV简介
CCCV充电过程是恒流充电(CC)和恒压充电(CV)的结合。在CC阶段对电池施加恒定电流,以获得更快的充电速度,此时电池电压持续升高,经过一段时间后达到预设的最大电压,但是由于极化的存在,充电过程中测量的电池电压要大于实际的电池电压,也就是说在结束充电,电流减小到0后,电池电压会出现回落;所以还需要进入CV阶段继续充电。当电池电压达到预设的最大充电电压时,恒流充电模式切换至恒压充电模式,电压保持恒定,电流呈指数级下降,极化电压逐渐降低,测量的电池电压更加接近于电池真实电压,当充电电流减小到一定值或SOC升高到一定值时,可以认为电池已经完全充电。
CC-CV在电路中的实现是基于DC/DC变换器,通过控制DC/DC变换器中的Mosfet的占空比来调节CC阶段的充电电流和CV阶段的充电电压,其中占空比的值由控制系统给出。常用的DC/DC变换器有Boost和Buck变换器,在电路设计中需要根据直流电压源的电压和电池电压的关系进行选择。若电池完全充电电压为大于直流电压源的电压,则需要选择Boost DC/DC变换器。反之则需要选择Buck DC/DC变换器。而在该模型中,CV阶段的充电电压设置的为48V,大于直流电压源(后文简称为电源)的电压20V,所以选择Boost DC/DC变换器。
电路结构如上图所示,可以看到,电路结构本身并不复杂,在该电路中,电池可以看作是负载。对于Boost DC/DC变换器,绝大多数情况下都是用作提升电源的输出电压,从而满足负载的电压需求。所以在CV阶段,使用的就是DC/DC变换器的这个功能。
CC-CV模式切换
该模型设定当电池电压升高至48V时,由CC模式切换至CV模式。采用Chart模块进行切换,如下图所示。当State=1时,表示当前处于CC模式,当State=2时,表示当前处于CV模式。
模型主体
仿真结果
参考文献
Chargingalgorithmsof_lithium-ion_batteries_An_overview——Weixiang Shen
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