气体析出，而且充电持续的时间也可以减ｄ，Ｎ最短ＨＪ¨。上述的蓄电池可接 受充电电流形成了一条轨迹，这条轨迹是一条指数函数曲线。在充电过程
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任何
电电 加出
２．３．３
问的关系。蓄电池以一定的电流充放电时，其端电压如下式所示：
充电时：Ｖ＝Ｅ＋△吼＋△让＋坎 （２．６）
放电时：Ｖ＝Ｅ一△仇一△让一肛 （２．７）
式中：Ｖ为充、放电时电池的端电压（Ｖ），ＡｑＬ为正极板的过电位（Ｖ），
△让是负极板的过电位（Ｖ），Ｉ是充、放电电流（Ａ），Ｒ为电池的内阻（Ｑ）
电压（Ｖ） 温度（℃）
图２．２锂离子蓄电池的充放电特性曲线
图２．２是锂离子蓄电池的充放电特性曲线，从图中可以看出，充电开始 后，电压在ｃ１．ｃ２阶段急剧上升，然后沿ｃ２．ｃ３线缓慢上升，延续较长时间，
到达ｃ３点之后电压又迅速上升，在ｃ４点时电压约为４．２Ｖ。放电初始阶段 电压下降较快，到ｄ２点后电压开始缓慢下降，到达ｄ３点后在３．５５Ｖ附近 电压又急剧下降。其它蓄电池的充放电特性与锂离子蓄电池相似，只是充
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２．４
２．４．１
法则 流，
的快
（１）马斯第一定律
蓄电池可接受充电电流比与放电容量成反比，即：
扣％ （２．８）
由该式可知，蓄电池接受电流的能力与蓄电池的放电深度有关，蓄电池放 出的电量越多，蓄电池可接受的充电电流越大。
（２）马斯第二定律
对任意给定的放电深度，蓄电池充电电流接受比与蓄电池放电电流的对数 成正比，即：
口＝Ｋｓｌｏｇ（Ｋ，，） （２．９）
式中，，为蓄电池的放电电流；鲍为放电量常数，视放电量的多少而定；Ｋ 为计算常数；由于Ｉｏ＝ｏｔＣ，所以，马斯第二定律可以表述为：
Ｉｏ＝Ｋ２Ｃｌｏｇ（Ｋ，厶） （２．１０）
’由此式可以看出，蓄电池接受充电电流的能力与蓄电池的放电电流成正比，
即蓄电池的放电电流Ｌ越大，其可接受的充电电流Ｉｏ就越大。
由马斯第一定律和第二定律可知，在充电过程中适当地加入窄脉冲大电流 放电后，由于放电电流很大而放出的电量又很小，所以可以大大提高蓄电池可 接受的充电电流。
（３）马斯第三定律
蓄电池以不同的电流放电后，可接受的充电电流等于以各种不同电流放电 时的可接受充电电流之和。即：
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所以
可接
总的可接受充电电流增加，适当地放电将使可接受充电电流比放电量增加的快，
故蓄电池在充电前和充电过程中适当地放电将增加可接受充电电流比。
２．４．２常用充电方法
蓄电池充电方法可以分为常规的充电方法和快速充电方法。常规的充电方 法主要有恒流充电、恒压充电、分阶段充电三种，许多其他的方法都是在这三 种基本方法的基础上衍生而来；而快速充电方法目前常用的主要有脉冲充电、
变电流间歇充电、变电压间歇充电等【１４＇２３１。
（１）恒流充电
恒流充电法是在整个充电过程中，始终用恒定不变的电流对蓄电池进行充 电，如图２．３所示。该方法的主要特点是具有较大的适应性，可以任意选择和调 整充电电流，特别适用于小电流长时间充电的模式，有利于容量恢复较慢的蓄 电池的充电，而且控制方法简单。其主要缺点是开始阶段的充电电流过小，在 充电后期充电电流又过大，所以整个充电过程时间长、能耗高、效率低。
Ｕ，ｉ
Ｏ
‘ 充电电压
／／
／厂 充电电流
图２．３蓄电池恒流充电曲线
ｔ
（２）恒压充电
恒压充电是指在整个充电过程中都以某一恒定电压进行充电，随着蓄电池 端电压的逐渐升高，充电电流逐渐减少。这种充电方法主要特点为：充电初期
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电流相当大，随着充电的延续，充电电流逐渐减小，在充电后期只有很小的电 流通过。与恒流充电法相比，其充电过程更接近于最佳充电曲线，而且充电时 间短、能耗低，但在充电初期电流过大，对蓄电池寿命造成很大影响。恒压充 电时充电电流和蓄电池端电压曲线如图２．４所示。
ｉ（Ａ）
ｕ（Ｖ）
Ｌ
—、
一．．，，，，：：：：：，、ｉ：：：：：：：：：：：：．二
ｔ（ｈ）
图２．４蓄电池恒压充电曲线
（３）分阶段充电法
分阶段充电法是采用恒流充电和恒压充电相结合的快速充电方法，有二阶 段充电法和三阶段充电法两种。二阶段充电法如图２．５所示：首先，以恒电流充 电至预定的电压值，然后改用恒压至完成充电。这一方面避免了恒压充电初期 的充电电流过大的现象，另一方面又避免了恒流充电后期过充电的现象。
三阶段充电法在充电开始和结束时采用恒流充电，中间用恒压充电的方法，
如图２．６所示。第二阶段之后，当电流衰减到预定值时，转入第三阶段恒流充电。
这种方法可以将出气量减到最少，但作为一种快速充电方法使用，由于充电时 间较长，受到一定的限制。
Ｏ
图２．５二阶段法充电曲线
（４）脉冲充电法
ｔ ０ Ｔ１ Ｔ２ ｔ
图２．６三阶段法充电曲线
脉冲充电是指充电电流或电压以脉冲的形式加在蓄电池两端，叠加一定频
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电动汽车智能充电机的总体设计
率、宽度、高度的负脉冲放电或短时间的中途停充电，如此循环，如图２．７所示。
充电脉冲使蓄电池充满电量，而间歇停充使浓差极化和欧姆极化自然而然地得 到消除，从而减轻了蓄电池的内压，提高了蓄电池的可接受充电电流比，使蓄 电池可以吸收更多的电量。脉冲充电是蓄电池充电的新技术，它打破了蓄电池 充电指数接受曲线的限制，提高了蓄电池固有的可接受充电电流比。
０
图２．７脉冲充电曲线
（５）变电流间歇充电法
这种充电方法建立在恒流充电和脉冲充电的基础上，将恒流充电段改为限 压变电流间歇充电段。充电前期的恒电流充电段采用最佳充电电流，获得绝大 部分电量。充电后期采用定电压充电，将电池恢复至完全充电态。通过间歇分 段方式，达到加速充电过程，缩短充电时间，充进更多电量的目的。变电流间 歇充电法电流电压曲线如图２．８所示。
０ 充电时间ｔ
图２．８变电流间歇充电法曲线图
（６）变电压间歇充电法
变电压间歇充电法是在变电流间歇充电法的基础上提出的（如图２．９），不 同之处在于充电前期各阶段不是间歇恒流，而是间歇恒压。在每个恒压充电阶
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段，充电电流逐渐下降，符合电池可接受充电电流随着充电的进行逐渐下降的 特点，所以这种方法能够更好的拟合最佳充电曲线。
０ 充电时问ｔ
图２．９变压间歇充电曲线图
２．４．３快速充电控制技术
蓄电池在充足电后，电池的温度和内压会迅速上升，铅酸蓄电池等甚至会 出现电压负增量。如果此时继续进行快速大电流充电，对蓄电池的损害是很大 的。为了保证电池能充足电又不过充电，必须采用一定的方法来控制充电的终 止。现阶段采用的充电终止控制方法很多，通常有定时控制、电压控制及温度 控制等。
（１）定时控制
这种控制方法通常用在恒流充电模式中，设定以恒定电流充电至可接受电 流值的时间，当充电时间达到设定值时，定时器发出信号使充电机迅速停止充 电或者充电电流迅速降低到浮充电流。这样可以避免电池长时间大电流过充电。
定时控制比较容易实现，但是，由于电池的起始充电状态不完全相同，恒流充 电时间应随之调整，电池状态的不确定性使时间参数的确定变得很难，因此，
定时控制不适合用于分段式恒流控制。
（２）电压控制
在电压控制中，常用的控制方法有电压负增量控制和电压二次导数控制两 种。电压负增量控制法控制简单，由于电池电压的负增量与电池组的绝对电压 无关，而且不受充电速率、环境温度等的影响，所以，即使对电池数不同的电 池组，也可以比较准确地判断电池已充足电。但是电池电压出现负增量后，电 池已经过充电，电池温度较高，所以最好与其它控制方法配合使用。电压二次 导数控制方法通过检测电池电压的二次导数来实现控制。实验证明，当电池充
足电时，其