[发明专利]一种太阳能铅酸蓄电池快速充电方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种应用于太阳能光伏系统的铅酸蓄电池快速充电方法，适用于蓄电池的充放电和光伏发电等领域。

背景技术：

目前光伏系统中，铅酸蓄电池充电方法主要沿用其他系统的充电方法，如恒流充电、恒压充电以及三段式充电等，因而性能还不够完善。这主要是因为蓄电池在其他应用场合中的重要性不像独立光伏系统中那么大，其循环使用次数也没有在独立光伏系统中那么多，并且充电电源来源于电网，对蓄电池更为关心的是充电效率和速度，对循环使用寿命的考虑较少。

现有技术虽然能很好的实现铅酸蓄电池的快速充电，但还存在以下问题：铅酸蓄电池的使用寿命取决于蓄电池采取的充电技术，由于获得铅酸蓄电池最大可接受充电电流曲线的方法有待进一步完善，所以当前的快速充电技术很难使蓄电池按其本身的最大可接受充电电流曲线进行充电，导致析气率多，温升大，对电池损耗严重。尤其是在能量供应不稳定的光伏系统中，蓄电池更多的循环使用次数对充电技术提出了更高的要求。

“电池最佳充电曲线搜寻设备及方法”(参见中国发明专利CN1268029C)，介绍了一种通过蚁群算法来获得蓄电池的最佳充电曲线，这种方法需要初始充电曲线，且初始充电曲线是随机产生的。

发明内容：

针对上述问题，本发明目的是：无需初始充电曲线，通过实验的方法获得铅酸蓄电池最大可接受充电电流曲线的模型公式，由公式直接得到铅酸蓄电池充电曲线，并将该充电曲线应用于光伏系统中，保证铅酸蓄电池快速充电过程中的低析气率，延长铅酸蓄电池循环使用寿命，实现光伏系统对铅酸蓄电池的高效、快速、安全充电。为了实现本发明之目的，拟采用以下技术方案：

一种太阳能铅酸蓄电池快速充电方法，铅酸蓄电池根据充电过程中的最低析气率存在一条最大可接受充电电流曲线，所述的最大可接受充电电流曲线的模型为根据铅酸蓄电池内部状态变量的经验公式获得，根据所述的最大可接受充电电流曲线模型设计应用于太阳能光伏系统的快速充电方法，其特征在于：所述的太阳能铅酸蓄电池快速充电方法包括以下步骤：

步骤一：通过铅酸蓄电池的充放电实验，得到蓄电池内部变量Q_r、R_m、C_m和蓄电池端电压U_b的经验公式：

Q_r＝f(U_b)         (1)

R_m＝f(U_b，Q_r)     (2)

C_m＝f(U_b，Q_r)     (3)

公式(1)-(3)中，Q_r为铅酸蓄电池剩余容量，R_m极化电阻，C_m双层电容；

步骤二：根据步骤一获得的剩余容量Q_r，极化电阻R_m和双层电容C_m的经验公式，并结合铅酸蓄电池内部欧姆电阻R_o得到最大可接受充电电流曲线的衰减率a和起始最大可接受充电电流I_s的经验公式：

a＝f(R_o，R_m，C_m，U_b)      (4)

I_s＝f(R_o，R_m，C_m，U_b)     (5)

铅酸蓄电池最大可接受的充电电流曲线模型公式为：

I＝I_se^-at                  (6)

公式(6)中，I为t时刻铅酸蓄电池最大可接受充电电流；

通过衰减率a和起始最大可接受充电电流I_s的经验公式，获得铅酸蓄电池最大可接受充电电流曲线模型公式；