[发明专利]一种铅酸电池硫酸盐化缓解方法及系统

权利要求书

1.一种铅酸电池硫酸盐化缓解方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将超级电容、双向DC-DC转换器、储能电感、铅酸电池依次连接；PWM开关控制模块与双向DC-DC转换器连接；所述双向DC-DC转换器包括功率MOS开关S1和功率MOS开关S2，其工作状态有功率MOS开关S1截止，功率MOS开关S2导通或功率MOS开关S1截止，功率MOS开关S2截止以及功率MOS开关S1截止，功率MOS开关S2导通三种工况；

步骤2：实时采集铅酸电池的负载电流，并且计算铅酸电池的容量和铅酸电池的充电深度；铅酸电池的容量计算如下：

其中，i表示铅酸电池的负载电流；t表示铅酸电池的温度；Sc为常数，C₀为蓄电池0℃时的空载容量，t_E表示铅酸电池的电解液温度；t_F表示铅酸电池的电解液冰点；i_N表示铅酸电池的额定电流；ε表示常数，δ表示常数；C(i,t)表示铅酸电池在温度t下负载电路为i时的电池容量；

铅酸电池的充电深度DOC计算方式如下：

i_M表示流过铅酸电池的电流，C(I_avg,t)表示铅酸电池在温度t下且平均充放电电流为I_avg时的电池容量；

步骤3：通过铅酸电池的充电深度判断铅酸电池的电荷状态区域，并根据铅酸电池的电荷状态区域控制双向DC-DC转换器的动作；所述铅酸电池的电荷状态区域包括禁止放电区、放电警戒区、正常工作区、充电警戒区、禁止充电区；具体如下：

(1)当铅酸电池的充电深度0DOC0.2时，铅酸电池的电荷状态处于禁止放电区；通过PWM开关控制模块控制双向DC-DC转换器，超级电容的电压高于储能电感和铅酸电池电压和；功率MOS开关S1处于高电平，功率MOS开关S1导通，功率MOS开关S2截止，双向DC-DC转换器工作在Boost状态，超级电容的电能转化为磁能，并储存于储能电感中，当超级电容的电压等于储能电感的电压与铅酸电池电压之和时，功率MOS开关S1截止，储能电感储存的能量通过功率MOS开关S2的二极管对电池进行充电；超级电容通过双向DC-DC转换器给铅酸电池充电，防止硫酸盐化，并禁止铅酸电池放电；

(2)当铅酸电池的充电深度0.4≥DOC≥0.2时，铅酸电池的电荷状态处于放电警戒区；通过PWM开关控制模块控制功率MOS开关S1和功率MOS开关S2都截止，铅酸电池不向超级电容放电，超级电容也不向铅酸电池充电；

(3)当铅酸电池的充电深度0.6≥DOC0.4时，铅酸电池的电荷状态处于正常工作区；通过PWM开关控制模块控制功率MOS开关S1和功率MOS开关S2都截止，铅酸电池不向超级电容放电，超级电容也不向铅酸电池充电；

(4)当铅酸电池的充电深度0.8≥DOC0.6时，铅酸电池的电荷状态处于充电警戒区；通过PWM开关控制模块控制功率MOS开关S1和功率MOS开关S2都截止，铅酸电池不向超级电容放电，超级电容也不向铅酸电池充电；

(5)当铅酸电池的充电深度DOC0.8时，铅酸电池的电荷状态处于禁止充电区；通过PWM开关控制模块控制双向DC-DC转换器，超级电容的电压高于储能电感和铅酸电池电压和；功率MOS开关S1处于低电平，功率MOS开关S1截止，功率MOS开关S2处于高电平，功率MOS开关S2导通，双向DC-DC变换器工作在Bust状态，此时，铅酸电池向超级电容放电，将铅酸电池充电深度控制在DOC≤0.8的状态。

2.根据权利要求1所述的一种铅酸电池硫酸盐化缓解方法，其特征在于：所述储能电感的电感量计算如下：

其中，V_OUT表示双向DC-DC变换器的输出电压；Δi_L表示储能电感的电流纹波；ts表示PWM开关控制模块输出的脉冲信号周期；D表示PWM开关控制模块输出的脉冲信号的占空比。