1.1. 研究背景及意义

1886年1月，世界上第一辆汽车问世，从此之后，人类的出行方式发生了翻天覆地的变化。随着经济的飞速发展，汽车已成为人们在生产和生活中不可或缺的交通工具。伴随着汽车行业快速增长，人们的生活方式得到了极大的便利，同时，也给人类带来了严峻的挑战——能源危机和环境污染。

目前，世界上各类汽车数量极其庞大，总保有量已突破10亿俩，中国保有量跃居全球第二。与此同时，世界各地的汽车生产商每年的产量高达数千万辆。目前市面上的汽车主要采用柴油和汽油为燃料，以内燃机为动力系统，通过快速燃烧燃料，将燃料的化学能转化为热能，推动活塞运动转化为机械能以推动汽车的行使。然而柴油和汽油的燃烧率很低，在满负荷状态下，汽油车的燃油效率仅为15~16%%，柴油车燃油效率稍高，但也仅为18%~22%，在其他工况下，燃油效率更低。而且，汽车在行使过程中会产生大量的尾气，尾气中含有造一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、铅及硫化物和固体悬浮微粒等污染物，不仅对人的呼吸道造成极大的危害，还会造成温室效应、酸雨、沙尘暴、极端天气及臭氧层空洞等问题，污染环境。除此之外，汽车燃料为石油制品，是一种不可再生能源，而全球的石油总储量基本不变，开发多少，减少多少，经过了长时间的大规模开发之后，已逐渐面临枯竭的命运。目前，全球汽车石油消耗总量约为全球石油产量的一半，随着汽车保有量的持续增加，人类将会面临更加严峻的能源危机和环境污染。

随着全世界环境污染和能源危机的一天天加重，人们的生产生活遭到了越来越大的挑战，这两大难题亟待解决。电动汽车的出现，提供了一个极好的解决方案，逐渐成为世界各国研究和关注的焦点。与传统的燃油汽车相比，电动汽车具有更高的环保效益和节能效益。按照动力来源进行分类，电动汽车主要分为纯电动汽车（BEV），燃料电池电动汽车（FCEV）和混合动力电动汽车（HEV）三种类型。纯电动汽车采用电动机驱动，而电动机的电力来自于车载可充电蓄电池或者其他的能量存储装置。因为免去了燃油消耗，纯电动汽车在行使过程中没有尾气排放，真正实现了“零排放”。同时，电动汽车的节能效果非常显著，据统计，电动汽车的百公里耗电量为15-20kwh，算上发电厂和电动机的损耗之后，百公里的能耗约为7公斤标准煤。传统汽车按百公里耗油量10L计，能耗约为10公斤标准煤。并且在城市的拥堵环境里，电动汽车的节能优势会进一步放大。除此之外，由于在运行过程中，电动机的噪声和振动水平远小于内燃机，因此在怠速和低速情况下，传统汽车的舒适性无法与纯电动汽车相媲美。

电动汽车的动力来源是电池，因此电池技术的研究与发展对电动汽车发展举足轻重，其中，电池充电技术的发展尤为重要。受现有充电技术发展所限，如蓄电池的充电方式以及充电时长较长等多方面的影响，目前电动汽车在行使里程以及机动性等方面受到了极大的影响。相较于自动控制技术、车身结构以及电机驱动等技术，应用于电动车上的电池控制技术才初出茅庐。目前，研发新一代的电动车用蓄电池和电池管理技术已逐渐受到越来越多的关注。据相关研究发现，蓄电池的使用寿命主要取决于充电过程，也就是说，充电设备的好坏直接决定蓄电池的使用性能。因此，开发出安全可靠的充电管理系统对延长蓄电池的使用寿命和使用效率以及改善电动车的整体性能起着至关重要的作用。

目前由于受到技术开发等方面的影响，例如蓄电池的充电方法及充电时长等，电动汽车在动力、机动性以及续航能力等方面的性能还比较差。相对于发展得已经很成熟的控制技术、驱动电机及电动车身等方面，电动汽车应用于蓄电池的充放电技术则才刚刚起步，研制出性能较高的新一代电池及改善充电方法的智能性成了相关技术开发人员努力的方向。设计出起辅助作用的设备来为蓄电池提供帮助，可以使蓄电池在寿命长、性能高及安全性方面起到良好的作用。例如，作为非有不可的一个环节，可以依靠电池自身的能源补充充电过程。经研究及实验发现，电池寿命的长短跟电池的整个充电过程有着很大的关系，换种方法就是说，蓄电池被充坏不是别的什么原因，正是由于充电设备没设计好。基于此，研发出一种高性能的充电技术及系统无论是对延长蓄电池的寿命还是提升电动汽车性能等方面都意义巨大。

1.2. 电动车蓄电池充放电技术国内外现状

我国电动车技术发展相较与西方发达国家，起步较晚，电池充放电管理技术也相对比较落后。但是，随着我国对电动车行业的大力支持，在十一五期间，提出以“三纵三横”为我国电动汽车的发展战略，我国的电池管理技术以及充电机市场得到了迅猛的发展。在发展电动汽车的大环境下，国内外应运而生了各种各样的充电机，主要分为三大类：充电站、停车场和维修站的大中型充电站，家用小型充电器，车载充电器，特点如下：

（1）充电站、停车场和维修站的大中型充电装置

在我国,充电站、停车场和维修站的大中型充电装置通常采用380V三相交流电。

（2）家庭用小型充电装置