基于模糊控制的铅酸蓄电池智能充电系统设计.pdf

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1、第44卷第11期电力电子技术Vo1．44，No．t12010年l1月PowerElectronicsNovember20l0基于模糊控制的铅酸蓄电池智能充电系统设计李匡成，范艳成，胡旭杰，何作(装甲兵工程学院，控制工程系电气室，北京100072)摘要：根据蓄电池快速充电理论，提出了将模糊控制应用于充电控制的思想，设计了模糊控制器，构建了智能充电系统。它能定时检测蓄电池端电压，温度等状态参数，并计算出蓄电池可接受的充电电流。实验证明，采用新型控制策略的充电方法对蓄电池充电，减少了充电时间，提高了充电效率，具有重要的实际意义和推广价值。关键词：蓄电池；智能充电；模糊控制中图分类号：TM

2、912．1文献标识码：A文章编号：1000—100x(2010)11-0119—03DesignofLead-acidBatteryIntelligentChargeSystemBasedonFuzzyLogicControlLIKuang—cheng，FANYan-cheng，HUXu-jie，HEZuo(TheAcademyofArmoredForcesEngineering，Bering100072，China)Abstract：Thispaperbringsforwardideologyofchargebyfuzzycontrol，afuzzycontrollerisdes

3、ignedandconceivedintelligentchargesystembasedonfastchargetheoryisdesigned．Itcanmeasurevoltageandtemperatureofbattery，andcalculatechargecurrent．Theexperimentsshowthatthefuzzycontrolapproachtothebatterycharging，canreducethechargingtimeandimprovethechargingeficiency，ithasimportantpracticalsignifi

4、canceandapplicationvalue．Keywords：storagebattery；intelligentcharge；fuzzycontrol1引言①蓄电池各导电部分均有一定电阻，当电流通过时会产生欧姆压降，即欧姆极化，充电停止后目前．铅酸蓄电池以其制造成本低，容量大，会自行消失：②充电过程中，由于化学反应在极板价格低廉的优点广泛应用于国民经济各领域。但孔隙中生成硫酸．使其附近的电解液相对密度较传统充电技术使蓄电池充电时间长，且具有过充、其他地方略高一些，这种由电解液浓度差异而引欠充、析气等多种缺点，远不能适应现代生产和生起的电极电位的变化，即浓差极化。充电停止后，

5、活的需要因此，如何实现快速、高效、微损的蓄电由于分子的扩散，浓差极化也会逐渐消失；③充电池充电。一直是蓄电池应用领域最关心的问题。时，当极板表面的活性物质大部分转变为一氧化传统控制系统建立在被控对象精确的数学模铅和纯铅后，此时单格电池电压约为2．4V，若再型基础上．若被控对象的数学模型很复杂或较难继续充电，则水开始分解，并在负极板上逸出氢建立时，控制系统就较难实现。蓄电池正属于这种气，而氢离子在负极板上与电子的结合较为缓慢，情况．由于其充电过程有独特的物理化学规律，因使负极板附近积存有多余的氢离子，造成负极板此考虑采用模糊控制进行蓄电池的充电控制llj。电位降低：同时正极板逐渐被氧

6、离子包围形成过2快速充电原理分析氧化电极，使正极板电位升高，这就是电化学极在充电后期的化学反应中，电池两极问的电化。随着充电的进行和充电电流的增加，这种电化位差会高于两极活性物质的平衡电极电位．这种学极化更加显著。现象称为极化。极化是阻碍蓄电池充电过程中电60年代中期，美国科学家马斯(J．A．MAS)提化学反应正常进行的主要因素，也影响着充电接出了以最低出气率为前提的蓄电池可接受的充电受能力。产生极化的原因有3种【]：电流曲线．即任一时刻蓄电池能接受的充电电流为：，=xt，10为初始充电电流，为充电接受比，t为充电时间。定稿日期：2010—06—09马斯同时指出当充电电流接近蓄电池

7、固有的作者简介：李匡成(1965一)，男，湖南人，副教授，研究方向微量析气充电曲线时，适当地对电池进行大电流为蓄电池充放电技术和教学。瞬时放电．可有效消除极化，提高蓄电池的充电接119第44卷第11期电力电子技术Vo1．44．No．112010年11月PowerElectronicsNovember2010受能力．可使蓄电池的充电曲线不断右移，从而大NBNMZEPMPI大提高了充电速度和效率，缩短了充电时间。3控制策略分析由上述分析可知．要实现蓄电池智能充电。必32～