目前环境污染和能源危机日渐严重,电动汽车具有电化学储能和转换装置能量转换效率高的特性,用于代替内燃机汽车可以减少环境污染和一次能源消耗。动力电池作为电动汽车唯一的动力来源,直接影响着用户的驾驶体验和整车的使用性能。这其中充电作为电动汽车使用的必要环节,充电时间和使用寿命直接关系到用户体验。当以大电流追求快速充电时,温度上升速度加快,大幅影响电池的老化程度。若追求电池使用寿命长为主的小电流充电,则不能满足人们快速充电的使用需求。因此寻找出一种快速、安全、可靠的充电方式显得尤为重要和迫切。针对这一科学问题,本文首先建立了电热老化耦合的电池单体模型,并提出了自适应的多段恒流恒压充电策略。通过粒子群优化算法（Particle swarm optimization,PSO）对充电曲线进行优化。其次建立了完整的电池组模型。研究了电池组充电过程中充电时间、老化和能耗之间的关系。最后为了解决低温充电问题提出了基于余热回收的低温加热耦合充电策略。具体研究内容和结果如下:1)建立了包括基于物理的低阶等效电阻电模型、热网络模型及基于半经验公式老化模型的电热老化耦合单体电池模型。并通过实验对模型进行参数识别和验证。在此基础上提出了基于PSO算法的自适应阶数多段恒流恒压充电策略。建立了以充电时间和电池老化为优化目标的多目标非线性优化模型。优化得到了不同权重因子下的优化充电曲线并揭示了电压阈值、恒压切换时机对充电策略的影响规律。2)建立了包括串联电池组电热老化耦合模型、电池组热管理模型、电池组均衡模型的完整电池组模型。采用遗传算法对电池组充电策略进行优化,揭示了充电时间、老化和能耗之间的相互关系。探讨了电池组充电策略和单体电池充电策略的区别。3)为了解决锂离子电池低温充电问题,提出了一种基于余热回收的低温加热耦合充电策略。结合优化充电策略和低温加热策略,组合形成了低温加热充电联合控制策略。分析讨论了加热介质温度和风扇流量对总时间与总能耗的影响。最后针对环境因素和加热充电策略的设置参数对加热充电过程的性能影响进行分析。