[发明专利]一种基于模糊控制的蓄电池变频脉冲快速充电方法

说明书

本发明涉及一种基于模糊控制的蓄电池变频脉冲快速充电方法，包括以下步骤：对蓄电池进行脉冲充电，监测并采集蓄电池的状态信息；通过扰动观察法对蓄电池充电过程中对应的最优频率进行实时跟踪，选取最优频率对应的最大电流给蓄电池继续充电；设计模糊控制模块，通过模糊控制方法得到给予负脉冲的时机和负脉冲放电的时间L；对蓄电池进行容量判断；若蓄电池容量Q大于蓄电池设定的满充判断容量Q1时，则对电池进行满充判断；若蓄电池已经满充，则结束充电；若蓄电池没有满充，则继续充电，直至满充为止。本发明的充电方法避免了蓄电池因过充或过热而造成的物理损坏，提高了蓄电池的充电效率，实现了蓄电池的安全、高效的快速充电。

技术领域

本发明属于蓄电池充电技术领域，具体地讲涉及一种基于模糊控制的蓄电池变频脉冲快速充电方法。

背景技术

镍镉/镍氢电池和锂离子电池以其高功率系数、长循环寿命、快速充电能力、优良的负载特性和性价比在便携式、野外或军用电子产品(如无人机、野外通信电台等)中得到了广泛的应用。基于结构和性价比考虑，蓄电电池通常需要涓流充电以维持其性能，这样充电时间就会长达十几小时，为了缩短充电时间就必须采用大倍率充电(充电倍率>1C)来实现快速充电。

大倍率充电的方法超出了蓄电池固有的可接受充电电流特性，超出部分的电量将用于产生气体析出，造成蓄电池极板活性物质脱落损坏。发生这种现象的根源是伴随着大电流的介入，电池的极化现象严重地阻碍了电解化学反应的进行，最终导致蓄电池的不可逆反应。

因此，提出一种安全、高效的蓄电池快速充电方法很有必要。

发明内容

根据现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于模糊控制的蓄电池变频脉冲快速充电方法，其避免了蓄电池因过充或过热而造成的物理损坏，提高了蓄电池的充电效率，实现了蓄电池的安全、高效的快速充电。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种基于模糊控制的蓄电池变频脉冲快速充电方法，包括如下步骤：

S1，对蓄电池进行脉冲充电，监测并采集蓄电池的状态信息；

S2，通过扰动观察法对蓄电池充电过程中对应的最优频率进行实时跟踪，选取最优频率对应的最大电流给蓄电池继续充电；

S3，设计模糊控制模块，通过模糊控制方法得到给予负脉冲的时机和负脉冲放电的时间L；当蓄电池的端电压U大于蓄电池的析气点电压U_q时，对蓄电池进行负脉冲放电时间L，当蓄电池的端电压U下降到析气点电压U_q后，停止负脉冲放电，转入正脉冲充电；

S4，对蓄电池进行满充判断，若蓄电池已经满充，则结束充电；若蓄电池没有满充，则继续充电，直至满充为止。

优选的，所述蓄电池的状态信息包括蓄电池的端电压U、充电电流I、温度T、蓄电池荷电状态的变化量ΔSOC、温度变化量ΔT和极化电压U_p。

进一步优选的，步骤S2的具体步骤如下：

蓄电池的最优频率表达式为：

f_optimal(t+1)＝f_optimal(t)+f_perturbation

其中，f_optimal(t+1)为新的最优频率，即t+1时刻的最优频率，f_optimal(t)为t时刻的最优频率，f_perturbation为扰动量；

当I(t+1)-I(t)>0时，f_perturbation＝Δf，否则f_perturbation＝0；