目前鋰離子電池組的充電一般都采用串聯(lián)充電，這重要是因?yàn)榇?lián)充電方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、較容易實(shí)現(xiàn)。但由于單體鋰離子電池之間在容量、內(nèi)阻、衰減特性、自放電等性能方面的差異，在對(duì)鋰離子電池組串聯(lián)充電時(shí)，電池組中容量最小的那只單體鋰離子電池將最先充滿電，而此時(shí)，其他電池還沒有充滿電，假如繼續(xù)串聯(lián)充電，則已充滿電的單體鋰離子電池就可能會(huì)被過(guò)充電。

而鋰離子電池過(guò)充電會(huì)嚴(yán)重?fù)p害電池的性能，甚至可能會(huì)導(dǎo)致爆炸造成人員傷害，因此，為了防止出現(xiàn)單體鋰離子電池過(guò)充電，鋰離子電池組使用時(shí)一般配有電池管理系統(tǒng)（BatteryManagementSystem，簡(jiǎn)稱BMS），通過(guò)電池管理系統(tǒng)對(duì)每一只單體鋰離子電池進(jìn)行過(guò)充電等保護(hù)。串聯(lián)充電時(shí)，假如有一只單體鋰離子電池的電壓達(dá)到過(guò)充保護(hù)電壓，電池管理系統(tǒng)會(huì)將整個(gè)串聯(lián)充電電路切斷，停止充電，以防止這只單體電池被過(guò)充電，而這樣會(huì)造成其他鋰離子電池?zé)o法充滿電。

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池由于具有較高的安全性、很好的循環(huán)性能等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)基本能滿足電動(dòng)汽車特別是純電動(dòng)轎車的要求，工藝上也基本具備了大規(guī)模生產(chǎn)的條件。然而，磷酸鐵鋰離子電池的性能與其他鋰離子電池存在著一定的差異，特別是其電壓特點(diǎn)與錳酸鋰離子電池、鈷酸鋰離子電池等不同。以下是磷酸鐵鋰與錳酸鋰兩種鋰離子電池的充電曲線與鋰離子脫嵌對(duì)應(yīng)關(guān)系的比較：

從上圖的曲線不難看出，磷酸鐵鋰離子電池在快充滿電時(shí)，鋰離子幾乎完全從正極脫嵌到負(fù)極，電池端電壓會(huì)快速上升，出現(xiàn)充電曲線的上翹現(xiàn)象，這樣會(huì)導(dǎo)致電池很容易達(dá)到過(guò)充電保護(hù)電壓。因此磷酸鐵鋰離子電池組中某些電池充不滿電的現(xiàn)象相對(duì)錳酸鋰離子電池組而言會(huì)更為明顯。

另外，雖然有些電池管理系統(tǒng)帶有均衡功能，但由于從成本、散熱、可靠性等多方面考慮，電池管理系統(tǒng)的均衡電流一般遠(yuǎn)小于串聯(lián)充電的電流，因此均衡效果不是很明顯，也會(huì)出現(xiàn)某些單體電池充不滿電的情況，這關(guān)于要大電流充電的鋰離子電池組，例如電動(dòng)汽車用的鋰離子電池組而言則更為明顯。

例如，將100只放電容量都為100Ah的鋰離子電池串聯(lián)起來(lái)組成電池組，但假如成組前其中99只單體鋰離子電池荷電80Ah，另外1只單體鋰離子電池荷電100Ah，將此電池組進(jìn)行串聯(lián)充電時(shí)，其中荷電100Ah的那只單體鋰離子電池會(huì)先充滿電，從而達(dá)到過(guò)充保護(hù)電壓，為了防止這只單體鋰離子電池被過(guò)充電，電池管理系統(tǒng)會(huì)將整個(gè)串聯(lián)充電電路切斷，也就使得其他99只電池?zé)o法充滿電，從而整個(gè)電池組放電容量也就只有80Ah。

一般電池廠家出廠時(shí)測(cè)試容量時(shí)是將單體電池先恒流充電再恒壓充電，然后恒流放電從而測(cè)出放電容量。一般放電容量約等于恒流充電容量加上恒壓充電容量。而實(shí)際電池組串聯(lián)充電過(guò)程中對(duì)單體電池而言一般沒有恒壓充電過(guò)程，所以恒壓充電容量就會(huì)沒有，電池組容量就會(huì)小于單體電池容量。而一般充電電流越小，恒壓充電容量比例越小，電池組損失容量越小，因此又發(fā)展出了電池管理系統(tǒng)和充電機(jī)協(xié)調(diào)配合串聯(lián)充電的模式。

2電池管理系統(tǒng)和充電機(jī)協(xié)調(diào)配合串聯(lián)充電

電池管理系統(tǒng)是對(duì)電池的性能和狀態(tài)了解最為全面的設(shè)備，所以將電池管理系統(tǒng)和充電機(jī)之間建立聯(lián)系，就能使充電機(jī)實(shí)時(shí)地了解電池的信息，從而更加有效地解決電池的充電時(shí)出現(xiàn)一些的問(wèn)題，

電池管理系統(tǒng)和充電機(jī)協(xié)調(diào)配合充電模式的原理為：電池管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)電池的當(dāng)前狀態(tài)（如溫度、單體電池電壓、電池工作電流、一致性以及溫升等）進(jìn)行監(jiān)控，并利用這些參數(shù)對(duì)當(dāng)前電池的最大允許充電電流進(jìn)行估算；充電過(guò)程中，通過(guò)通信線將電池管理系統(tǒng)和充電機(jī)聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。電池管理系統(tǒng)將總電壓、最高單體電池電壓、最高溫度、溫升、最大允許充電電壓、最高允許單體電池電壓以及最大允許充電電流等參數(shù)實(shí)時(shí)地傳送到充電機(jī)，充電機(jī)就能根據(jù)電池管理系統(tǒng)供應(yīng)的信息改變自己的充電策略和輸出電流。

當(dāng)電池管理系統(tǒng)供應(yīng)的最大允許充電電流比充電機(jī)設(shè)計(jì)的電流容量高時(shí)，充電機(jī)按照設(shè)計(jì)的最大輸出電流充電；當(dāng)電池的電壓、溫度超限時(shí)，電池管理系統(tǒng)能實(shí)時(shí)檢測(cè)到并及時(shí)通知充電機(jī)改變電流輸出；當(dāng)充電電流大于最大允許充電電流時(shí)，充電機(jī)開始跟隨最大允許充電電流，這樣就有效地防止了電池過(guò)充電，達(dá)到延長(zhǎng)電池壽命的目的。充電過(guò)程中一旦出現(xiàn)故障，電池管理系統(tǒng)可以將最大允許充電電流設(shè)為0，迫使充電機(jī)停機(jī)，防止發(fā)生事故，保障充電的安全。

在該充電模式下，既完善了電池管理系統(tǒng)的管理和控制功能，又能使充電機(jī)根據(jù)電池的狀態(tài)，實(shí)時(shí)地改變輸出電流，達(dá)到防止電池組中所有電池發(fā)生過(guò)充電以及優(yōu)化充電的目的，電池組的實(shí)際放電容量也要大于普通的串聯(lián)充電方法，但是這種方法還是解決不了電池組中某些電池充不滿電的問(wèn)題，特別是當(dāng)電池組串?dāng)?shù)多、電池一致性差、充電電流較大時(shí)。

3并聯(lián)充電

為了解決電池組中某些單體電池過(guò)充和充不滿電的問(wèn)題，又發(fā)展出了并聯(lián)充電的辦法，

但是并聯(lián)充電方法要采用多個(gè)低電壓、大電流的充電電源為每一只單體電池充電，存在充電電源成本高、可靠性低、充電效率低、連接線徑粗等缺陷，因此目前沒有大范圍使用這種充電方法。

4串聯(lián)大電流充電加小電流并聯(lián)充電

由于上述三種充電方法都存在一定的問(wèn)題，本人發(fā)展出一種最適合高電壓電池組，特別是電動(dòng)汽車電池組的充電方法，即采用電池管理系統(tǒng)和充電機(jī)協(xié)調(diào)配合串聯(lián)大電流充電加恒壓限流的并聯(lián)小電流充電的模式，