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摘要：随着能源的紧缺及社会对环境保护的要求，电动汽车开发越来越被人们重视。超级电容具有充电快速、功率密度高的特点，能满足電动汽车在各工况下的要求，使其广泛运用于电动汽车。超级电容的充电技术影响其储能量及使用寿命，国内外对如何通过充电技术改善其电池性能的研究也可谓多如牛毛。本文综述了各充电方式的过程、原理、优缺点，介绍了充电控制的一般方法.
关键词：电动车；超级电容；充电技术
中图分类号：文献标识码：文章编号：
0引言
随着能源紧缺和环境保护的要求，使用电作为清洁能源的电动汽车已越来越受到人们的欢迎，电动汽车逐渐代替燃油汽车是未来发展的趋势【1】。但传统电动汽车储能设备蓄电池的峰值功率特性无法满足汽车在启动、加速、和爬坡等特殊工况下对功率的需求【2】。通过极化电解质储存能量的超级电容具有功率密度高、充电速度快、使用寿命长等优点，作为一种绿色环保的新型储能元件，具有其他电池无可替代的优越性，能满足电动汽车在各个工况下的放电需求，被广泛用作电动汽车储能装置。而超级电容的充电技术作为超级电容应用于汽车上的关键性技术之一，是影响电池寿命和使用性能的重要因素，寻找有效的充电控制方式有助于提高管理性能，提高相关设备工作可靠性。
1超级电容的充电方式
国内许多大学对超级电容的基本特性进行了研究。电池充电可分为恒流充电、恒压充电、恒功率充电、混合充电。
①流充电：恒流充电指将电池组中单块电池串联充电。由于电池容量受充电电流大小影响，充电电流越大，则电池容量越小。而电容器两端的端电压上升的速度与充电电流有关，充电电流越大，端电压上升越快。所以，当用中、小程度恒流充电，获得的电能储量值比较稳定，但充电时间加长，大电流充电在实现充电时间缩短的同时，超级电容器的储能量受到了较大的限制。由此，恒流充电在缩小充电时间和提高充电效率两个方面出现了矛盾，不利于最大限度的发挥超级电容的优势。
②恒压充电：恒压充电指将电池组单块电池并联充电。由于电池并联充电，则流过单块电池的电流会自动根据电池荷电状态进行调整，改善了大电流充电时超级电容的放电容量，又能提高每个超级电容单体的一致性。但恒压充电相比其他三种充电方式所花费时间最长，无法适应超级电容在电动车应用中快速充电的要求。
③恒功率充电：由 ，使用恒功率充电会随着端电压的升高电流减小。相比于恒流、恒压和混合充电，恒功率充电是充电速度最快的一种。
④混合充电：混合充电是为了解决恒压充电与恒流充电各自的问题而进行的一种混合恒流及恒压充电方式的方法。
中山职业技术学院研究设计了一种恒流转恒压混合控制的超级电容充电法。充电过程中，先采用恒定的大电流给超级电容充电，当充电电压与所设定的转折控制电压相等时，则停止恒流充电转为恒压充电，恒压充电到超级电容组端电压等于最高充电电压时停止恒压充电，随后采用涓流充电，即极小电流充电。如此，既可以在前期恒流充电中节省充电时间，后期使用恒压充电时，又能解决超级电容单体间的均压问题，增加充电容量。最后涓流充电能最大限度的提高电池储能量。
为了提高充电量同时减小充电时间，东莞东海龙可在生研究所王金华、大唐呼伦贝尔能源开发有限公司徐焕雨等也提出了将恒流充电、恒功率充电及恒压充电结合在一起的方法。国内对变电流间歇定压充电法、脉冲式充电法也在陆续开展研究，虽然这些方式也取得了显著的成效，但由于其控制的复杂性，使其暂未得到大范围推广。“三阶段”充电法是目前应用最为广泛的充电方式。
2超级电容充电控制
采用三段式充电时，转折控制电压和最高充电电压设定的值非常重要，如果设定的值太小可能会造成超级电容没有充满，设定的值太大则可能造成超级电容充电时间过长，从而影响超级电容的使用寿命，若电池刚充满就停止充电，则会出现自放电现象【3】。
为了能使电池得到高效快速的充电效果，市场普遍采用单片机等电子设备对充电过程进行控制。根据电池的充放电曲线做闭环控制，在初充电初始电流很大时降低充电电流，电压上升到设定转电压值时，自动跳转到并联充电方式，当电压升高到设定的结束值时，进入到涓流充电方式，整个过程采用闭环回路控制，避免了过充电及欠充电的问题，实现智能充电。
电池使用寿命是评定电池优劣的因素之一，为了提高电池使用寿命，在单片机闭环控制充电的基础上，添加了定时器功能，每隔一定周期对电池满格电，即“治疗充电”【4】，使用此充电测策略能在一定程度上提高电池寿命。
目前，国外一些公司已经推出了一系列的管理芯片，譬如MAX1535A、MAX8713等控制芯片，单片机在电池充电技术中正在发挥重要作用。
3结语
能源紧缺及环境保护的现实性要求，电动车研究必将成为未来交通工具研究的重要发展方向。超级电容作为最具发展潜力的储能装置，掌握快速充电方法、最大限度提高使用寿命成为了推进电动车快速发展的动力。
参考文献
[1]鲜万春，电动车大功率充电机技术研究（D）.三峡大学，2012
[2]曹秉刚，曹建波，李军伟等，超级电容在汽车中的应用研究（J）.西安交通大学学报，2008，42（11）
[3]陶钢，电动车充电存在的缺陷及解决办法（J）.现代电子技术，2013（19）
[4]柳瑞华，桂长清，电动车电池使用充电（C）.第十一届全国铅酸蓄电池学术年会论文集，2009年
关键词：电动车；超级电容；充电技术
中图分类号：文献标识码：文章编号：
0引言
随着能源紧缺和环境保护的要求，使用电作为清洁能源的电动汽车已越来越受到人们的欢迎，电动汽车逐渐代替燃油汽车是未来发展的趋势【1】。但传统电动汽车储能设备蓄电池的峰值功率特性无法满足汽车在启动、加速、和爬坡等特殊工况下对功率的需求【2】。通过极化电解质储存能量的超级电容具有功率密度高、充电速度快、使用寿命长等优点，作为一种绿色环保的新型储能元件，具有其他电池无可替代的优越性，能满足电动汽车在各个工况下的放电需求，被广泛用作电动汽车储能装置。而超级电容的充电技术作为超级电容应用于汽车上的关键性技术之一，是影响电池寿命和使用性能的重要因素，寻找有效的充电控制方式有助于提高管理性能，提高相关设备工作可靠性。
1超级电容的充电方式
国内许多大学对超级电容的基本特性进行了研究。电池充电可分为恒流充电、恒压充电、恒功率充电、混合充电。
①流充电：恒流充电指将电池组中单块电池串联充电。由于电池容量受充电电流大小影响，充电电流越大，则电池容量越小。而电容器两端的端电压上升的速度与充电电流有关，充电电流越大，端电压上升越快。所以，当用中、小程度恒流充电，获得的电能储量值比较稳定，但充电时间加长，大电流充电在实现充电时间缩短的同时，超级电容器的储能量受到了较大的限制。由此，恒流充电在缩小充电时间和提高充电效率两个方面出现了矛盾，不利于最大限度的发挥超级电容的优势。
②恒压充电：恒压充电指将电池组单块电池并联充电。由于电池并联充电，则流过单块电池的电流会自动根据电池荷电状态进行调整，改善了大电流充电时超级电容的放电容量，又能提高每个超级电容单体的一致性。但恒压充电相比其他三种充电方式所花费时间最长，无法适应超级电容在电动车应用中快速充电的要求。
③恒功率充电：由 ，使用恒功率充电会随着端电压的升高电流减小。相比于恒流、恒压和混合充电，恒功率充电是充电速度最快的一种。
④混合充电：混合充电是为了解决恒压充电与恒流充电各自的问题而进行的一种混合恒流及恒压充电方式的方法。
中山职业技术学院研究设计了一种恒流转恒压混合控制的超级电容充电法。充电过程中，先采用恒定的大电流给超级电容充电，当充电电压与所设定的转折控制电压相等时，则停止恒流充电转为恒压充电，恒压充电到超级电容组端电压等于最高充电电压时停止恒压充电，随后采用涓流充电，即极小电流充电。如此，既可以在前期恒流充电中节省充电时间，后期使用恒压充电时，又能解决超级电容单体间的均压问题，增加充电容量。最后涓流充电能最大限度的提高电池储能量。
为了提高充电量同时减小充电时间，东莞东海龙可在生研究所王金华、大唐呼伦贝尔能源开发有限公司徐焕雨等也提出了将恒流充电、恒功率充电及恒压充电结合在一起的方法。国内对变电流间歇定压充电法、脉冲式充电法也在陆续开展研究，虽然这些方式也取得了显著的成效，但由于其控制的复杂性，使其暂未得到大范围推广。“三阶段”充电法是目前应用最为广泛的充电方式。
2超级电容充电控制
采用三段式充电时，转折控制电压和最高充电电压设定的值非常重要，如果设定的值太小可能会造成超级电容没有充满，设定的值太大则可能造成超级电容充电时间过长，从而影响超级电容的使用寿命，若电池刚充满就停止充电，则会出现自放电现象【3】。
为了能使电池得到高效快速的充电效果，市场普遍采用单片机等电子设备对充电过程进行控制。根据电池的充放电曲线做闭环控制，在初充电初始电流很大时降低充电电流，电压上升到设定转电压值时，自动跳转到并联充电方式，当电压升高到设定的结束值时，进入到涓流充电方式，整个过程采用闭环回路控制，避免了过充电及欠充电的问题，实现智能充电。
电池使用寿命是评定电池优劣的因素之一，为了提高电池使用寿命，在单片机闭环控制充电的基础上，添加了定时器功能，每隔一定周期对电池满格电，即“治疗充电”【4】，使用此充电测策略能在一定程度上提高电池寿命。
目前，国外一些公司已经推出了一系列的管理芯片，譬如MAX1535A、MAX8713等控制芯片，单片机在电池充电技术中正在发挥重要作用。
3结语
能源紧缺及环境保护的现实性要求，电动车研究必将成为未来交通工具研究的重要发展方向。超级电容作为最具发展潜力的储能装置，掌握快速充电方法、最大限度提高使用寿命成为了推进电动车快速发展的动力。
参考文献
[1]鲜万春，电动车大功率充电机技术研究（D）.三峡大学，2012
[2]曹秉刚，曹建波，李军伟等，超级电容在汽车中的应用研究（J）.西安交通大学学报，2008，42（11）
[3]陶钢，电动车充电存在的缺陷及解决办法（J）.现代电子技术，2013（19）
[4]柳瑞华，桂长清，电动车电池使用充电（C）.第十一届全国铅酸蓄电池学术年会论文集，2009年