进入21世纪以来,为了减少传统的化石燃料对环境的污染,科学家们开始探索用绿色能源来代替化石燃料。目前,我国也开始大力发展新能源汽车来减少环境污染以及能源的需求。磷酸铁锂电池具有成本低、稳定性高、使用寿命长等优点,因此被广泛应用于电动汽车中。现阶段,锂离子动力电池的快速充电方法都是大电流充电,该方法会对电池造成极大的损伤,严重影响电池的使用寿命,而常规的充电方法又因为充电太长,导致电动汽车的续航里程很短。因此,设计一种快速、高效、无损的锂离子动力电池快速充电系统具有重要的意义。本课题以磷酸铁锂电池为研究对象,通过对锂离子动力电池充放电特性的研究,并结合3.2V/20Ah磷酸铁锂单体电池的充放电实验,了解其在不同充放电倍率下表现出来的特性以及电池的极化现象对电池充放电的影响。在此基础上,结合马斯三定律对锂离子动力电池的快速充电方法进行研究,确定了带负脉冲快速充电方法的充电幅值、充电时间、放电幅值以及放电时间,提出了一种带负脉冲的锂离子动力电池快速充电方法。为了验证该方法的有效性,在Simulink中搭建锂离子动力电池快速充电策略模型,其包括锂离子动力电池模型、充电装置模型以及控制策略。并通过对比实际的充电数据以及仿真的充电数据,验证了搭建的锂离子动力电池模型的有效性。在此基础上,将所提出的快速充电方法放入模型中进行仿真,对比提出的控制方法和仿真的相关数据,验证了充电策略模型的正确性。在此基础上,课题设计了锂离子动力电池快速充电系统,为了验证其可行性,在Simulink搭建了硬件模型以及软件模型,其中硬件模型包括单相桥式整流电路模型、全桥DC-DC电路模型、变压器模型、电池模型以及功率开关管模型;软件模型包括SPWM模型、PID控制模型和控制策略模型。通过仿真,验证了该系统的可行性。通过该模型,在充电电量达到总电量80%的前提情况下,将带负脉冲的快速充电方法与传统大电流快速充电方法进行对比,结果表明带负脉冲的快速充电方法所用时间为1819s,传统大电流快速充电方法所用时间为2880s,带负脉冲的快速充电方法比传统大电流快速充电方法节省了1061s(36.84%),验证了所提出的带负脉冲快速充电方法的有效性。在此基础上,制作了锂离子动力电池快速充电系统样机,在充电容量达到80%的前提下,带负脉冲的快速充电方法比常规的大电流充电方法的实测时间缩短了652s(22.64%),在一定程度上能够实现快速、高效、无损的充电。