[發明專利]鉛酸蓄電池自維護遞減慢脈沖快速充電法

有效

• 申請號: 201010159498.8
• 申請日: 2010-04-24
• 公開（公告）號: CN101847885A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 高小群;劉洪娥;王任超;劉東林;高述轅
• 申請（專利權）人: 山東申普汽車控制技術有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;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.鉛酸蓄電池自維護遞減慢脈沖快速充電法，其特征在于：在鉛酸蓄電池各單格內安裝溫度傳感器和檢測電路模塊；所述的檢測電路模塊包括單格電壓及溫度采樣電路，單片機，采樣信號調理電路；

對鉛酸蓄電池進行各單格端電壓及溫升變化率采樣，同時采樣充電電流，采樣數據通過各單格內的檢測電路模塊，以總線通信方式通過外設總線接口傳送至充電器的微處理模塊，充電器的微處理模塊根據傳送的數據進行充電過程的自適應控制。

2.根據權利要求1所述的鉛酸蓄電池自維護遞減慢脈沖快速充電法，其特征在于：所述充電器的微處理模塊根據傳送的數據進行充電過程的自適應控制的步驟如下：

2.1充電器按照事先設定的慢脈沖充電方式，以預先設定的初始充電電流進行充電；同時，充電器的微處理模塊根據鉛酸蓄電池各單格檢測電路模塊通過總線通信傳輸過來的某采樣時刻的鉛酸蓄電池的各單格端電壓U_i(k)和鉛酸蓄電池的各單格溫度T_i(k)，按制高原則確定此采樣時刻的鉛酸蓄電池的端電壓U(k)；通過二次微分獲得此時刻鉛酸蓄電池各單格的溫升變化率d²T_i(k).其中，

U(k)＝6max{U₁(k)，U₂(k)，U₃(k)，U₄(k)，U₅(k)，U₆(k)}，

d²T_i(k)＝dT_i(m)-dT_i(m-1)

＝(T_i(m)-T_i(m-1))-(T_i(m-1)-T_i(m-2))，

k，m為采樣時刻，且k＝3m；

2.2按照步驟2.1中的處理方法進行定周期采樣，獲得定周期內的鉛酸蓄電池的端電壓采樣序列U⁽⁰⁾，各單格溫升變化率采樣序列d²T_i⁽⁰⁾；同時，在充電回路中定周期采樣鉛酸蓄電池充電電流，得到序列I⁽⁰⁾；其中，

U⁽⁰⁾＝{U(1)，U(2)，…U(k)，…U(M)}，

d2Ti(0)={d2Ti(1),d2Ti(2),···,d2Ti(k),···,d2Ti(M)},]]>

I⁽⁰⁾＝{I(1)，I(2)，…，I(k)，…I(M)}，

i∈[1，6]，M為定周期內的采樣總數，且M≥4；

2.3將步驟2.2中獲得的鉛酸蓄電池端電壓，各單格溫升變化率和充電電流的周期采樣序列，分別進行灰色一次累加生成處理，得到鉛酸蓄電池端電壓的灰色一次累加生成序列U⁽¹⁾，各單格溫升變化率的灰色一次累加生成序列d²T_i⁽¹⁾和充電電流的灰色一次累加生成序列I⁽¹⁾；其中，

U(1)={U(1),Σj=12U(j),···Σj=1kU(j),···Σj=1MU(j)},]]>

d2Ti(1)={d2Ti(1),Σj=12d2Ti(j),···,Σj=1kd2Ti(j),···,Σj=1Md2Ti(j)},]]>

I(1)={I(1),Σj=12I(j),···,Σj=1kI(j),···Σj=1MI(j)};]]>

2.4將步驟2.3中獲得的定周期采樣的鉛酸蓄電池端電壓的灰色一次累加生成序列U⁽¹⁾，各單格溫升變化率的灰色一次累加生成序列d²T_i⁽¹⁾和充電電流的灰色一次累加生成序列I⁽¹⁾進行均值生成操作，獲得鉛酸蓄電池端電壓的灰色一次累加生成序列U⁽¹⁾的均值生成序列u，各單格溫升變化率的灰色一次累加生成序列d²T_i⁽¹⁾的均值生成序列v_i和充電電流的灰色一次累加生成序列I⁽¹⁾的均值生成序列w；其中，

u={0.5(U(1)+Σj=12U(j)),···0.5(Σj=1k-1U(j)+Σj=1kU(j)),···0.5(Σj=1M-1U(j)+Σj=1MU(j))},]]>

vi={0.5(d2Ti(1)+Σj=12d2Ti(j)),···,0.5(Σj=1k-1d2Ti(j)+Σj=1kd2Ti(j)),···,0.5(Σj=1M-1d2Ti(j)+Σj=1Md2Ti(j))}]]>

w={0.5(I(1)+Σj=12I(j)),···,0.5(Σj=1k-1I(j)+Σj=1kI(j)),···0.5(Σj=1M-1I(j)+Σj=1MI(j))};]]>

2.5充電器的微處理模塊利用步驟2.1-2.4獲得的數據，計算鉛酸蓄電池各單格溫升變化率進行灰色預測跟蹤所需的灰作用量同時計算鉛酸蓄電池充電電流進行灰色系統自主量預測所需的灰作用量a_l，b_l；其中，

CT=Σl=2Mvi(l),]]>DT=Σl=2Md2Ti(0)(l),]]>ET=Σl=2Md2Ti(0)(l)vi(l),]]>FT=Σl=2M(vi(l))2,]]>

aT=CTDT-3ET3FT-CT2,]]>bT=DTFT-CTET3FT-CT2;]]>

CI=Σl=2Mw(l),]]>DI=Σl=2MI(0)(l),]]>EI=Σl=2MI(0)(l)w(l),]]>FI=Σl=2M(w(l))2,]]>

aI=CIDI-3EI3FI-CI2,]]>bI=DIFI-CIEI3FI-CI2;]]>

2.6充電器的微處理模塊根據步驟2.5獲得的各單格溫升變化率進行灰色預測跟蹤所需的灰作用量利用鉛酸蓄電池單格溫升變化率的等維遞補灰色單變量一階預測模型，進行鉛酸蓄電池各單格溫升變化率的灰色預測跟蹤，并將各單格溫升變化率的跟蹤預測結果進行比對，若超出限定誤差，轉入步驟2.7；否則，進行步驟2.8；

2.7充電器的微處理模塊發送電平信號觸發脈沖修復模塊，進行鉛酸蓄電池維護的自適應控制；

2.8充電器的微處理模塊根據步驟2.5獲得的鉛酸蓄電池充電電流進行灰色系統自主量預測所需的灰作用量a_l，b_l，利用鉛酸蓄電池充電電流的等維遞補灰色單變量一階預測模型，進行充電電流的自主預測；

2.9充電器的微處理模塊根據步驟2.8中的預測結果，利用鉛酸蓄電池端電壓的等維遞補灰色二變量一階預測模型，進行鉛酸蓄電池端電壓的灰色跟蹤預測，若預測端電壓值超過設定充電電壓閾值，則進行步驟2.10；否則，轉入步驟2.1；

2.10充電器的微處理模塊發送電平信號至放電模塊，啟動短時放電操作，放電操作完成后，進行充電電流調整，充電電流穩定后進行判斷，若電流值小于0.5A則轉入步驟2.11；否則，轉入步驟2.1；

2.11鉛酸蓄電池進入浮充充電階段，充電電壓為13.4~14.1V，充電時間為1~2小時；

整個自適應控制過程按照步驟2.1-2.11進行，直至充電過程結束。