超级电容的充电方式

先恒流后恒压充电（先恒定电流充电，当充电到指定电压时转为恒定电压充电 ）等， 因为这些方式没有比较准确的控制而且模式比较单一，

在充电时间、充电效率等方面并

不十分理想；但由于所需控制量少、实现简单，这些方式在很多场合下仍被采用 [31]。

由于动力电池存在固有的 可接受充电电流曲线，随着充电时间的增加， 可接受充电电流 随之

减少，因此采用恒压或恒流的充电方式，

充电过程始终小于或大于电池可接受的充电电

流的状态下进行，从而降低了充电效率，延长了充电时间。

因此根据动力电池的自身充电规律， 可以把充电过程细分为若干阶段，

同的充电模式，或者根据电池的不同状态， 采用相应的充电模式，

力电池的充电特性。 研究表明这种方式可以有效地减小充电时间、 控制

方式比较复杂，通用性不强

[32]。

脉冲充电方式 也是常用的充电模式之一。 脉动式充电是指充电电流或电压以脉冲的形式 加在蓄电池两端进行充电，可以缩短充电时间，增大充放电容量， 减少电池发热，提高充电

效率。有实验表明[33][34]如果可以提供正、负相间的电流脉冲，就能增加动力电池的循环 使用次

数，延长使用寿命。

但现有的脉冲充电器的充电脉冲宽度和间歇时间大多是固定的，

无法根据充电状态进行相应的改变

（可否考虑PWM ）,因此充电效果受到了影响。

超级电容器受充放电电流、

温度、充放电循环次数等因素影响，

响因素。由于超级电容器一般采用恒流限压充电的方法， 级电容器特性。恒流限压充电的方法为控制最高电压为 充，直到超级电容器充满。采用这种充电方法的优点是： 时间，后期采用恒压充电可在充电结束前达到小电流充电， 器内部高温而影响超级电容器的容量特性 。

超级电容器具有非常高的功率密度，为电池的

10-100倍，适用于短时间高功率输出；

充电速度快且模式简单， 可以采用大电流充电， 能在几十秒到数分钟内完成充电过程， 是真

正意义上的快速充电；无需检测是否充满，过充无危险；

充电过程完成后，如果再继续充电，就称为 过充，（对于蓄电池，过充将导致电解质中

的水电离）。

浮充是蓄电池在使用过程中一重要概念，

其性能是控制电路设计的关键。

对蓄电池进行浮

随着动力电池的发展和应用， 动力电池的充电技术也应运而生， 的充电方式有恒流充电和恒压充电。 恒流充电是在充电过程中，全程采用恒定不变的电流进行充电， 的情况下，进行长时间充电； 恒压充电则是采用动力电池可接受的恒定的电压进行充电； 之后又出现了上述两种充电方式的组合模式，如 恒流限压充电（充电到限定电压后，通过减小充电电流限制电压上升 恒压限流充电（充电电压恒定，充电电流始终小于限定的电流值

目前所采用的比较传统 般适用于在电流不大

)、 )

各个阶段采用不 使整个充电过程更符合动 提高充电

电量，但该方式

超级电容器的 储能原理不同于蓄电池，其充放电过程的容量状态有其自身的特点。

其中充放电流是最主要的影 本文主要分析恒流充电条件下的超 Umax ，恒流充电结束后转入恒压浮 第一阶段采用较大电流以节省充电 既保证充满，又

可避免超级电容

充时要严格控制浮充电压，浮充电压高意味着存储能量大。质量差的蓄电池浮充电压值一般较小，人为地提高浮充电压值对蓄电池有害无益。

所有的蓄电池充电过程都有快充、过充和浮充3个阶段，每个阶段都有不同的充电要求。

现行的充电方法主要有恒流充电、恒压充电、恒压限流充电、间隙式充电法等，这些充电方

法各有利弊。本文设计的控制器采取综合使用各充电方法应用于3阶段充电。

(1)快充阶段：蓄电池能够接受最大功率时，采取太阳能电池最大功率点跟踪对蓄电池

进行充电。当蓄电池端电压达到转换门限值后，进入过充阶段。

(2)过充阶段：采用恒压充电法，给蓄电池一个较高的恒定电压，同时检测充电电流。

当充电电流降到低于转换门限值时，认为蓄电池电量已充满，充电电路转到浮充阶段。

(3)浮充阶段：蓄电池一旦接近全充满时，其内部的大部分活性物质已经恢复成原来的

状态，这时候为防止过充，采用比正常充电更低的充电电压进行充电。浮充电压根据蓄电池的实际要求设定，对12 V的VRLA蓄电池来说，一般在13.4V〜14.4 V之间。..