引言

隨著全球氣候惡化，全人類在討論如何應(yīng)對氣候變化，節(jié)能減排、尋找新能源是減少環(huán)境破壞的重要途徑。目前全球汽車保有量已達(dá)10億，汽車尾氣是加劇環(huán)境惡化的重要因素，為此，許多企業(yè)機(jī)構(gòu)正在研發(fā)無污染的電動汽車，而電動汽車動力電池是其中最核心的部分，是重點研究的方向。

目前，大多數(shù)電動汽車企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)均采用鋰離子電池組作為其動力電池。鋰離子電池有很多優(yōu)點，與傳統(tǒng)的鎳鎘、鎳氫電池相比，鋰離子電池體積小、重量輕、工作電壓高、容量大，鋰離子電池的能量密度很高，它的容量是同重量的鎳氫電池的1.5~2倍，而且具有很低的自放電率，另外，鋰離子電池幾乎沒有“記憶效應(yīng)，不含鉛、鎘等有毒物質(zhì)，因此成為電動車用電池的首選。

大功率的電動汽車所使用的鋰離子電池組是由多節(jié)單體鋰離子電池串聯(lián)，以獲得較高的輸出電壓，但是，鋰離子電池組和單體鋰離子電池這二者在使用上是有很大區(qū)別的。在電池組中，各單體鋰離子電池在生產(chǎn)制造中必然存在個體差異，在使用中老化程度也不一樣，若不在充電過程中采取措施，這種差異將被累積甚至擴(kuò)大，導(dǎo)致整個電池組的性能大打折扣或電池組壽命嚴(yán)重縮短。另外，由于電池組容量較大，采用傳統(tǒng)的充電方式效率低，充電時間長，嚴(yán)重阻礙了電動汽車的推廣。

因此，快速有效安全可靠的充電系統(tǒng)是目前電動汽車行業(yè)重點研發(fā)的技術(shù)。

1傳統(tǒng)鋰離子電池充電方式研究

不同的充電方式是影響單體鋰離子電池性能和使用壽命的重要因素。合適的充電方式不僅能夠最大限度的發(fā)揮電池的容量，而且可以延長電池的使用壽命。這種影響主要體現(xiàn)在三個方面：

（1）電壓的影響。一方面，在充電過程中要嚴(yán)格控制電池電壓不能超過充電限制電壓，超過充電限制電壓稱為過充，輕微過充多次會導(dǎo)致電池容量減小，電池發(fā)生變形，過充嚴(yán)重時會直接導(dǎo)致電池發(fā)生爆炸。另一方面，在充電結(jié)束后，應(yīng)使電池電壓盡量接近滿充電壓，否則會導(dǎo)致電池容量大大降低。

（2）電流的影響。鋰離子電池可接受的充電電流是有限的，若充電電流高于這個上限值，會造成電池中電解液發(fā)生析氣反應(yīng)，大量發(fā)熱，使電池溫度急劇上升。

（3）溫度的影響。鋰離子電池溫度過高，會導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生一系列反應(yīng)，電池可能爆炸，因此在充電過程中，要及時監(jiān)測電池溫度情況并對其加以控制。

選擇合適的充電方法可以提高充電效率，延長使用壽命。鋰離子電池的充電方法有很多種，常用的充電方法有恒定電流充電法、恒定電壓充電法、恒流/恒壓充電法、變流充電法、脈沖充電法、間歇充電法等。

1.1恒定電壓充電法

恒定電壓充電法是指在充電過程中以恒定電壓對電池進(jìn)行充電。在這個過程中，充電電流滿足公式：I=（U–E）/R（式中：I為充電電流，U為充電電壓，E為電池電壓，R為充電回路電阻）。

在充電初期，由于電池電勢較低，因此充電電流較大，隨著充電過程的進(jìn)行，電池電勢逐漸升高，充電電流逐漸減小。恒壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，而且充電電流比較接近可接受充電電流，具有一定的自適應(yīng)性，但在充電初期電流比較大，有可能造成電池溫度上升過快，對電池帶來不利影響。