电动汽车用电池的疾速充电是电动汽车研讨与开发进程中的主要课题。尽管很多实用化的充电设备或商用充电器具有疾速充电及均衡充电的功用，但其一般是按事先设定的充电电流对电池进行充电。这种办法不能依据电池充电进程中的详细情况对充电电流进行调整，为了防止呈现过充电，设定的充电电流一般偏小 ，因而充电时刻依然较长，并且因为不具备自适应才能，充电进程中简略呈现过充电景象，对蓄电池的寿数晦气。为了在完成疾速充电的一起又不影响电池寿数，关键是要使疾速充电进程具有自适应性，即依据电池的实践情况主动调理充电电流的巨细，使其一直保持在充电可接受电流的临界值邻近。为此，这篇文章在电池疾速充电理论基础上，对分段恒流充电办法进行了实验研讨，以期完成动力电池的智能化疾速充电和均衡充电。

　　1 　电池疾速充电的分段恒流操控

　　1. 1 　疾速充电办法的挑选

　　增大充电电流，电池极板上单位时刻内康复的活性物质增多，充电时刻就可缩短，但过大的充电电流会危害电池。电池可接受的充电电流是有限的，且会随充电时刻呈指数规则下降。在电池充电进程中，充电电流曲线在该指数函数曲线以上时会致使电池电解液发作析气反响 (过充电) ，反之则不能有用缩短充电时刻。抱负化的电池疾速充电进程是充电电流一直保持在电池充电可接受电流的极限值，即充电电流曲线与该电池的充电可接受电流曲线相重合。这篇文章挑选简略完成的分段恒流充电办法。其关键是要断定恰当的分段恒流充电中止判别规范、恒流充电分段数和各期间恒流充电电流值。

　　1. 2 　分段恒流充电操控计划

　　要完成分段恒流充电的主动操控，期间恒流充电中止判别参数可挑选充电时刻、电池温度和电池电压等。很多的查询剖析和电池充电实验结果表明，单参数操控办法难以完成抱负的分段恒流充电操控。

　　充电时刻参数操控办法简略 ，但电池类型不一样、 充电开端情况不一样 ，所需的充电时刻也不一样 ，假如单以充电时刻来操控期间恒流充电的完毕 ，简略致使电池过充电或延伸充电时刻。温度参数操控办法的长处是可完成电池温度过高维护 ，可是因为环境和传感器响应时刻延迟的影响，假如仅以电池温度参数作为期间恒流充电中止判别规范 ，也简略形成电池的过充电。电压参数操控被认为是较好的期间恒流充电中止操控办法 ，但其不足也是清楚明了的 ，比方：不能辨认因电池极板硫化而发生的充电电压反常升高以及电池充电进程中呈现的反常温升等 ，然后致使电池充电时刻延伸或电池的损坏。

　　为了保证在各种情况下均能检查电池的实践充电情况 ，并完成较为抱负的阶梯形充电电流曲线 ，这篇文章归纳了充电时刻、 电池温度和中止电压 3个参数作为各期间恒流充电中止判别依据 ，其操控流程如图 1 所示。

　　T —电池温度 ; T0—停充温度 ; I0—最小恒流充电电流 ;t ( n)—第 n 次恒流充电的设定充电时刻 ; I ( n)—第n 次恒流充电的设定电流值 ;U ( n)—第 n 次恒流充电的设定中止电压分段恒流充电完毕后再进行一段时刻的定压充电 ，是为了保证电池能彻底足够 。3 个操控参数的详细操控战略如下 。

　　时刻参数操控 ：依据电池容量和充电电流 ，预先设定某段恒流充电的时刻 ，当充电时刻到达设定值时 ，经过定时器宣布信号 ，完毕该期间的恒流充电并主动将充电电流减小 ，进入下一段恒流充电 。

　　温度参数操控 ： 设定某段恒流充电至可接受电流极限时的电池温度最高值 ，依据温度传感器检查的电池温度来操控充电设备。当外界环境温度较低 、设置的电池最高温度较高时 ，采纳操控温升法 ，当电池的温升到达设定值时 ，温控器使充电设备中止充电 ，直到温度下降至恰当值时 ，主动进入下一期间恒流充电 。

　　电压参数操控：电池的绝对电压能够反映电池的充电情况 ，设定某段恒流充电到达或挨近充电可接受电流极限值的电压 ，当电压到达设定值时 ，充电设备便主动完毕本期间恒流充电 ，进入下一期间。

　　1. 3 　分段恒流充电实验研讨

　　依据 电 池 的 容 量 初 步 设 定 t ( n ) 、I ( n ) 和U ( n)，进行充电实验 ，充电进程中依据实践情况对 t ( n)、I ( n) 和 U ( n) 进行调整 ，然后再进行下一次充电实验 。每次充电的电池初始情况均为 3 h率彻底放电[ 10 ]，对各次实验的充电时刻 、充电功率和电池温升等数据进行剖析比照 ，从中选定充电时刻最短 、电池温升比照小的充电进程 ，其各期间的操控参数和充入的电量如表 1 和表 2 所示 ，分段恒流充电电流曲线如图 2 所示 。

　　经过对实验结果进行剖析 ，可得出如下结论 ：

　　(1) 各段恒流值 I ( n) 的梯度宜恰当减小 。比照电池温升情况及各段恒流充电中止情况相近的几回分段恒流充电进程发现 ，关于足够电所用时刻而言 ，5 段恒流充电的时刻最短 ，而 4 段恒流充电的时刻短于 3 段恒流充电的时刻 。因而 ，恰当减小各段恒流值下降梯度 (分段数添加) ，可使实践充电电流曲线更挨近充电可接受电流曲线 。

　　(2) 设定各恒流段充电时刻t ( n) 的效果不大 。用定时器操控各恒流段充电时刻t ( n) 比照简略完成 ，可是因为电池在恒流充电开端时的荷电情况不一样或因电池容量衰减致使充电可接受电流减小时 ，最好的恒流充电时刻也随之改动 。电池情况的不断定使最好充电时刻很难断定 。在实验中常呈现以下景象 ： 某段恒流充电到了设定的充电时刻 ，但充电电压离中止电压相差还很远 ，这时 ，本实验挑选了在该恒流值下持续充电 ，直至充电电压到达中止电压 ; 某段恒流充电设定的充电时刻还未到 ，但电池已很多析气 (电解液“沸腾”) ，且充电电压已高于设定的中止电压或电池温度升至限定值 ，这种情况下 ，充电器会当即中止该段恒流充电 ，主动转入下一期间 。由此可见 ，在主动操控充电进程中 ，设定充电时刻的效果不大 。

　　(3) 电池温度不宜独自作为分段恒流充电操控参数 。理论上 ，在开端充电时电池荷电情况不一样的情况下 ，电池温度均可用作各期间恒流充电的主动中止操控参数 。可是 ，温度传感器的误差和滞后性简略形成电池过充电 ，因而不宜独自选用电池温度作为分段恒流充电中止操控参数 。

　　(4) 中止电压参数 U ( n) 对反常情况的自适应性较差 。将不一样恒流值下的中止电压设为操控参数 ，可自适应电池开端充电时的荷电情况和电池使用进程中充电可接受电流的变化 ，且操控也比照简略 。可是 ，当电池的功能呈现反常变化时 ，本来设定的中止电压可能会过高或过低 ，致使电池过充电或过早下降充电电流而延伸了全部充电时刻 。此外 ，在不一样的恒流充电期间 ，电池内部的充电极化程度也不一样 ，挨近可接受电流极限时的充电电压上升速率也会有显着的不同 ，要准确地设置各种恒流充电情况下的中止电压难度很大 。