[發明專利]一種太陽能鉛酸蓄電池快速充電方法

有效

• 申請號: 201310526662.8
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103560281A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 衛東;賴小龍;樓洪
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種應用于太陽能光伏系統的鉛酸蓄電池快速充電方法，適用于蓄電池的充放電和光伏發電等領域。

背景技術：

目前光伏系統中，鉛酸蓄電池充電方法主要沿用其他系統的充電方法，如恒流充電、恒壓充電以及三段式充電等，因而性能還不夠完善。這主要是因為蓄電池在其他應用場合中的重要性不像獨立光伏系統中那么大，其循環使用次數也沒有在獨立光伏系統中那么多，并且充電電源來源于電網，對蓄電池更為關心的是充電效率和速度，對循環使用壽命的考慮較少。

現有技術雖然能很好的實現鉛酸蓄電池的快速充電，但還存在以下問題：鉛酸蓄電池的使用壽命取決于蓄電池采取的充電技術，由于獲得鉛酸蓄電池最大可接受充電電流曲線的方法有待進一步完善，所以當前的快速充電技術很難使蓄電池按其本身的最大可接受充電電流曲線進行充電，導致析氣率多，溫升大，對電池損耗嚴重。尤其是在能量供應不穩定的光伏系統中，蓄電池更多的循環使用次數對充電技術提出了更高的要求。

“電池最佳充電曲線搜尋設備及方法”(參見中國發明專利CN1268029C)，介紹了一種通過蟻群算法來獲得蓄電池的最佳充電曲線，這種方法需要初始充電曲線，且初始充電曲線是隨機產生的。

發明內容：

針對上述問題，本發明目的是：無需初始充電曲線，通過實驗的方法獲得鉛酸蓄電池最大可接受充電電流曲線的模型公式，由公式直接得到鉛酸蓄電池充電曲線，并將該充電曲線應用于光伏系統中，保證鉛酸蓄電池快速充電過程中的低析氣率，延長鉛酸蓄電池循環使用壽命，實現光伏系統對鉛酸蓄電池的高效、快速、安全充電。為了實現本發明之目的，擬采用以下技術方案：

一種太陽能鉛酸蓄電池快速充電方法，鉛酸蓄電池根據充電過程中的最低析氣率存在一條最大可接受充電電流曲線，所述的最大可接受充電電流曲線的模型為根據鉛酸蓄電池內部狀態變量的經驗公式獲得，根據所述的最大可接受充電電流曲線模型設計應用于太陽能光伏系統的快速充電方法，其特征在于：所述的太陽能鉛酸蓄電池快速充電方法包括以下步驟：

步驟一：通過鉛酸蓄電池的充放電實驗，得到蓄電池內部變量Q_r、R_m、C_m和蓄電池端電壓U_b的經驗公式：

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為鉛酸蓄電池剩余容量，R_m極化電阻，C_m雙層電容；

步驟二：根據步驟一獲得的剩余容量Q_r，極化電阻R_m和雙層電容C_m的經驗公式，并結合鉛酸蓄電池內部歐姆電阻R_o得到最大可接受充電電流曲線的衰減率a和起始最大可接受充電電流I_s的經驗公式：

a＝f(R_o，R_m，C_m，U_b)??????(4)

I_s＝f(R_o，R_m，C_m，U_b)?????(5)

鉛酸蓄電池最大可接受的充電電流曲線模型公式為：

I＝I_se^-at??????????????????(6)

公式(6)中，I為t時刻鉛酸蓄電池最大可接受充電電流；

通過衰減率a和起始最大可接受充電電流I_s的經驗公式，獲得鉛酸蓄電池最大可接受充電電流曲線模型公式；