[發明專利]基于灰色系統預測理論的鉛酸蓄電池無損快速充電方法

有效

• 申請號: 200910255635.5
• 申請日: 2009-12-10
• 公開（公告）號: CN102097665A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 高小群;劉洪娥;高述轅;王任超
• 申請（專利權）人: 山東申普汽車控制技術有限公司
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所 37223
• 代理人: 王立芹

1.基于灰色系統預測理論的鉛酸蓄電池無損快速充電方法，其特征在于：步驟如下：

1.1定周期連續采樣充電時鉛酸蓄電池充電端電壓U⁽⁰⁾(k)，鉛酸蓄電池充電電流I⁽⁰⁾(k)和鉛酸蓄電池溫度T⁽⁰⁾(k)；

1.2充電電流I⁽⁰⁾(k)作為灰關聯分析的參考序列，對連續采樣數據鉛酸蓄電池充電端電壓U⁽⁰⁾(k)，鉛酸蓄電池充電電流I⁽⁰⁾(k)，鉛酸蓄電池溫度T⁽⁰⁾(k)進行灰關聯分析，保證鉛酸蓄電池充電端電壓U⁽⁰⁾(k)，鉛酸蓄電池溫度T⁽⁰⁾(k)與鉛酸蓄電池充電電流I⁽⁰⁾(k)的關聯程度符合建模要求；

1.3對連續采樣數據鉛酸蓄電池充電端電壓U⁽⁰⁾(k)，鉛酸蓄電池充電電流I⁽⁰⁾(k)，鉛酸蓄電池溫度T⁽⁰⁾(k)分別進行灰色一次累加生成1-AGO，得到鉛酸蓄電池充電端電壓灰色一次累加生成1-AGO序列U⁽¹⁾(k)，鉛酸蓄電池充電電流灰色一次累加生成1-AGO序列I⁽¹⁾(k)，鉛酸蓄電池溫度灰色一次累加生成1-AGO序列T⁽¹⁾(k)；

1.4依次計算鉛酸蓄電池充電端電壓灰色一次累加生成1-AGO序列U⁽¹⁾(k)的均值生成序列u⁽¹⁾(k)，鉛酸蓄電池充電電流灰色一次累加生成1-AGO序列I⁽¹⁾(k)的均值生成序列v⁽¹⁾(k)，鉛酸蓄電池溫度灰色一次累加生成1-AGO序列T⁽¹⁾(k)的均值生成序列w⁽¹⁾(k)，具體表達式為：

u⁽¹⁾(k)＝0.5U⁽¹⁾(k)+0.5U⁽¹⁾(k-1)

v⁽¹⁾(k)＝0.5I⁽¹⁾(k)+0.5I⁽¹⁾(k-1)；

w⁽¹⁾(k)＝0.5T⁽¹⁾(k)+0.5T⁽¹⁾(k-1)

1.5計算鉛酸蓄電池充電電流I⁽⁰⁾(k)的灰作用量a_I，b_I，具體表達式為：

aI=Σk=2nv(1)(k)Σk=2nI(0)(k)-(n-1)Σk=2nv(1)(k)I(0)(k)(n-1)Σk=2n(v(1)(k))2-(Σk=2nv(1)(k))2]]>

bI=Σk=2nI(0)(k)Σk=2n(v(1)(k))2-Σk=2nv(1)(k)Σk=2nv(1)(k)I(0)(k)(n-1)Σk=2n(v(1)(k))2-(Σk=2nv(1)(k))2;]]>

1.6建立鉛酸蓄電池充電電流I⁽⁰⁾(k)的動態響應灰色單變量一階預測模型，計算鉛酸蓄電池充電電流I⁽⁰⁾(k)的預測值具體表達式為：

k＝1，2…M-1時，序列I⁽⁰⁾(k)的預測值為序列擬合值；

k≥M時，序列I⁽⁰⁾(k)的預測值為預測值，k為采樣時刻，M為采樣個數；

1.7將鉛酸蓄電池充電電流I⁽⁰⁾(k)的預測值逆累加生成LAGO，得到鉛酸蓄電池充電電流I⁽⁰⁾(k)原始序列預測值具體表達式為：

若鉛酸蓄電池充電電流I⁽⁰⁾(k)的預測值低于鉛酸蓄電池充電截止電流0.01C₂₀，充電結束，否則進行步驟1.8，其中C₂₀表示20小時放電率下的鉛酸蓄電池容量；

1.8計算鉛酸蓄電池充電端電壓U⁽⁰⁾(k)，鉛酸蓄電池溫度T⁽⁰⁾(k)的灰作用量a_U，b_U，a_T，b_T，具體表達式為：

aUbU=(GTG)-1GTyU,aTbT=(HTH)-1HTyT;]]>

其中

yu=U(0)(2)U(0)(3)···U(0)(M),yT=T(0)(2)T(0)(3)···T(0)(M);]]>

G=-u(1)(2)I(1)(2)-u(1)(3)I(1)(3)······-u(1)MI(1)(M),H=-w(1)(2)I(1)(2)-w(1)(3)I(1)(3)······-w(1)(M)I(1)(M);]]>

其中，G^T表示矩陣G的轉置矩陣，G^-1表示G的逆矩陣；H^T表示矩陣H的轉置矩陣，H^-1表示H的逆矩陣；

1.9建立鉛酸蓄電池充電端電壓U⁽⁰⁾(k)和鉛酸蓄電池溫度T⁽⁰⁾(k)的動態響應雙變量一階預測模型，并分別計算鉛酸蓄電池充電端電壓U⁽⁰⁾(k)和鉛酸蓄電池溫度T⁽⁰⁾(k)的預測值具體表達式為：

1.10將鉛酸蓄電池充電端電壓U⁽⁰⁾(k)和鉛酸蓄電池溫度T⁽⁰⁾(k)的預測值逆累加生成LAGO，得到鉛酸蓄電池充電端電壓U⁽⁰⁾(k)和鉛酸蓄電池溫度T⁽⁰⁾(k)原始序列預測值具體表達式為：

若鉛酸蓄電池充電端電壓U⁽⁰⁾(k)的預測值高于鉛酸蓄電池析氣率為0.05％的限制電壓或是鉛酸蓄電池溫度T⁽⁰⁾(k)的預測值超出鉛酸蓄電池充電溫度限制范圍0～48℃，則鉛酸蓄電池充電電流進行調整，否則進行步驟1.1。