1.4 充电方法研究现状

对动力电池的放电状态和充电方法的研究历史悠久。最早在1897年，德国的Peukert就对能源电池放电的能力进行了最初的讨论，但是研究的内容比较浅显；在1935年，美国人伍德布罗德指出温度对动力电池在充电过程中所呈现出来的指数函数的特性；1967年秋，著名的美国物理学家马斯在研究充电过程的放气现象时通过大量的实验得出了证明，并且没过多长时间他就将研究出的放气现象在控制充电电压值方面进行了有效的应用。在动力电池充电领域，传统的充电方法一直被人们使用，有一著名的规则被称为安培小时规则，其部分内容就是动力电池待充电的安时数应该大于其中充电电流的安培数。常规的充电法一般分为恒流充电、恒压充电和恒流／恒压分阶段充电三种方法。以上所述三种充电方法控制的方法和操作的过程比较方便并且非常简单，很早就被运用，但充电方法不够完善，导致其不仅充电时损耗电池，充电的时间也比较长。

由于传统充电方法存在的一些不足，社会各界人士对新的充电系统进行了新的尝试和研发。以陈体衔为代表的一些科学家利用限压变电流、变电压间歇充电模式，对原本存在多种缺陷的恒流充电法进行了不断地完善，对动力电池充电的效率这一方面有着显著的提高。随后，K.C.Chu和Ｃ.Ｃ.Chan以多阶段恒流递减的充电方法为基础，提出了一种脉冲充电方法，相比于其它充电方法，该充电方法的最大优势在于能够提升充电的效率，该法是通过提供间断的脉冲电流或电压进行充电的，但是也存在一些问题，例如使用该方法充电出气率高，大大降低了电池使用的寿命。

1.5 电动车动力电池的比较和选择

制约电动汽车发展的主要因素是动力电池组的使用寿命以及使用时间，这些因素能够直接影响电动汽车的使用性能和续航里程等。在我们日常生活中，比较常用的动力电池[5][6]有：

1.铅酸蓄电池

铅酸蓄电池历史比较悠久，以简单制作，成本低廉等优点在许多领域应用广泛，例如在交通、电力、通信等领域。但缺点在于其比能量低、充放电的寿命短、以及铅污染等，以及其作为动力源的发展至今未得到重大突破，所以铅酸蓄电池的应用前景并不是很广阔。

2.镍镉电池

镍镉电池具有内阻小、可快速充电、充放电寿命较长、比能量高等优点，。但是其在使用时对环境的污染较大，不符合当今社会的发展要求，另外，其在工作时存在一些缺点，如比能量低，有记忆 效应等，因此，镍镉电池不被大量使用。

3.镍氢电池

1990-2000年，镍氢电池发展迅速，其作为一种新型的绿色电池优点是充电寿命长、无污染、无记忆效应、储能多，所以得到社会各界的关注。但是其整体价格比镍镉电池贵很多、工作电压也达不到理想的状态。

4.锂电池

锂电池分为两种：锂金属电池和锂离子电池，由于金属锂达不到充电和放电的作用，因此锂金属电池并不能被运用。本设计谈及的锂电池都为可充电的锂离子电池。锂离子电池是现代新型的高性能动力电池，在锂离子研发方面，我国已经有多项指标超过了规定指标，具有巨大的优越性，锂离子电池组的优点有：充电系统保护电池，无记忆效应，比能量高，安全可靠，操作简单，现如今锂离子电池已经成为电动汽车的主要使用电池。

由表1-1，可知锂电池的性价比是最高的，因此本设计采用锂离子电池作为研究的对象。

1.6 本设计的主要内容

能源的危机越来越成为传统汽车发展的制约因素，因此纯电动汽车的推广势在必行。但由于其充电系统的不完善以及电池寿命短等缺点，纯电动汽车并没有发展迅速。一个好的充电系统能解决许多弊端，能在无人监控的环境下安全充电，还具备比能量高、防止过热等优点。本设计主要通过了解介绍锂离子动力电池的结构特性和数学模型，主要应用51单片机的相关内容，通过研究对比当今社会最主流的充电模型和与之相对应的充电系统，旨在希望能够设计出一种自适应的动力电池充电系统。该系统能够行之有效的延长电池的使用寿命，能够大大的减少经济的损失，并且与此同时本文所设计的充电系统电路简单，安全可靠，性能优越，有效的减少了充电系统出现的故障频率。