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1、《现代电子技术》2007年第24期总第263期þ集成电路ü基于ANFIS的镍氢电池快速充电过程优化1,211王丽,景志林,景占荣(1.西北工业大学电子信息学院陕西西安710072;2.塔里木大学农业工程学院新疆阿拉尔843300)摘要:针对传统恒流快速充电过程中容易对镍氢电池造成损坏和过充等问题,将模糊控制引入到镍氢电池充电过程,选取电池充电电压u和理想电压u的差ΔV和电压的变化率Δu/Δt作为输入变量建立二维模糊控制器模型。利用Matlab所提供的自适应神经模糊推理系统(ANFIS)优化模糊推理系统,仿真结果获得了理想的快速充电电流,实验表明该变电流充电方法能有效地避免电池过充,提高了电池
2、充电效率。关键词:快速充电;过充;ANFIS;模糊控制器;充电效率中图分类号:TP273.4文献标识码:B文章编号:10042373X(2007)242197203OptimizationtoNi2MHBatteriesRapidlyChargingProcessBasedonANFIS1,211WANGLi,JINGZhilin,JINGZhanrong(1.CollegeofElectricalEngineering,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi′an,710072,China;2.CollegeofAgricultureEngineeri
3、ng,TarimUniversity,Alar,843300,China)Abstract:AimmingatthedamageandoverchargetoNi2MHbatteryintheconventionalcostant2currentchargingprocess,fuzzycontrollerisembeddedinthechargingprocess.Atwo2dimensionalfuzzycontrollerisbuiltonΔVbetweenthethebatteryvoltageandidealvoltageandΔu/Δttocontrolthechargingcu
4、rrent.TheFuzzyInferenceSystem(FIS)isoptimizedthroughAdaptiveNeural2Network2BasedFuzzyInferenceSystem(ANFIS)affordedbyMatlab.Theidealrapidchargingcurrenthasbeenobtainedfromsimulation.Theresultindicatesthatthemethodofadaptivechargingcurrenthaseffectivelyimprovedchar2gingefficiencyandavoidedovercharge
5、r.Keywords:rapidcharging;overcharge;ANFIS;fuzzycontroller;chargingefficiency1引言2镍氢电池充电特性镍氢电池与铅酸蓄电池、镉镍电池等传统电池相比,2.1镍氢电池的充电过程具有能量比大、重量轻、温度特性好等特点,并且对环境污对常见的镍氢电池的充电电压特性曲线分为3段(见染较小,被称为绿色电池。常见镍氢电池充电器一般采用图1)。在开始时采用小电流预充电,在A～B段可用较大恒流充电,在充电初期,充电电流未能达到电池的接受能电流快速充电,到达B点后若再用恒流快速充电,电流过大力,而在充电后期,只有一小部分电流转化成电池的电量
6、,(超过C/3甚至更高[2])会损坏电池,过小会使充电时间过大部分的电量用来电解水,导致电池极化增强,并产生了长。对此,有人提出采用前期分级恒流充电,充电后期实行大量的热量。这种方法不仅浪费了大量的电能,充电效率脉动式充电。充电过程可分为预充电、快速充电、补足充电低,还缺乏自适应性,加快了电池容量的衰减,缩短了电池和涓流充电4个阶段。在刚开始充电时采用小电流预充的使用寿命。为了提高电池的使用寿命和电池的充电效电,电池的端电压上升较快,上升到1.2V时转入快速充[1]率,进行快速、无损智能充电已成为一种趋势。近年来,电,快速充电是用大电流充电,一般采用1C以上,电池的对快速充电方法的研究已取得
7、较大的进步,但采用大电流大部分电能在这一阶段恢复。为了保证电池充入100%的对镍氢电池进行快速充电,对电池的整体性能的损害大。电能,还就加入补足充电过程,进入涓流浮充阶段,对电池针对上述问题,本文将模糊控制引入到镍氢电池充电过进行维护,以防止电池自放电,充电速率一般为(1/程,并设计相应的模糊控制器,通过ANFIS对模糊控制规[1,3]30)C。则进行修正和优化,实现对镍氢电池按理想的充电模式进2.2快速充电
