[發明專利]一種自適應雙間歇PWM快速充電系統

有效

• 申請號: 201410359721.1
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104158272B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 費春國;王鵬鵬;張積洪;陳維興;王陽;公丕健;任磊;魏云龍;高鵬飛;王慧敏
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: H02J7/04
• 分類號: H02J7/04
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

技術領域

本發明屬于蓄電池快速充電技術領域，特別是涉及一種自適應雙間歇PWM快速充電系統。

背景技術

蓄電池作為一種有效的儲能器件，應用范圍十分廣泛，如何對蓄電池進行有效快速充電至今仍是一個技術難題。快速充電的關鍵是如何解決以較大電流進行充電的同時又不會對電池本身造成損害等問題。目前，市場上使用的充電器多采用恒壓限流相結合、變電流或電壓間歇、快速脈沖充電等技術方法。其中恒壓限流充電模式適用范圍較窄，充電電流整定后只能適應一定容量范圍的蓄電池；變電流或電壓間歇方法雖能夠提升充電速度和效率，但仍需較長的充電時間；快速脈沖充電裝置能在極短時間內完成電池充電，但是能量轉換效率低，出氣率較高，易造成極板活性物質脫落。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種自適應雙間歇PWM快速充電系統。

為了達到上述目的，本發明提供的自適應雙間歇PWM快速充電系統包括：第一分析器、第二分析器、檢測裝置、控制器和主電路；其中檢測裝置同時與第一分析器和第二分析器相連接，第一分析器和第二分析器同時與控制器相連接，控制器與主電路相連接，配電網的電能經主電路變換調整后傳輸給待充電電池，電池兩端連接檢測裝置。

所述的第一分析器、第二分析器包括數據采集模塊、A/D轉換模塊、處理器與數據存儲區。

本發明提供的自適應雙間歇PWM快速充電系統的優點和積極效果：

在有效消減極化作用的同時，能夠依照電池自身狀態，保證對電池無損前提下，動態調整快速充電各時段起始電流值與電流衰減指數，使二者達到最佳；檢測裝置簡單，僅需測量電池電壓即可；整個系統以軟件復雜度來降低硬件復雜度，同時具備一定程度的自適應性與智能性，整個充電過程中無需人工干預，只要事先對分析器進行訓練即可。

附圖說明

圖1為本發明提供的自適應雙間歇PWM快速充電系統的整體架構示意圖。

圖2為本系統在整個充電過程中的電流波形圖。

圖3為本系統快速充電階段波形圖。

圖中：

I_j為快速充電階段第j時段最佳起始電流值；

T₁為快速充電階段正向間歇時間；

T₂為快速充電階段反向間歇時間；

τ為快速充電階段反向放電脈沖寬度；

U₁為快速充電階段，正向充電結束時刻電池端電壓；

U₂為快速充電階段，反向充電結束時刻電池開路端電壓；

Sc為電池荷電量。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明提供的自適應雙間歇PWM快速充電系統進行詳細說明。

如圖1所示，本發明提供的自適應雙間歇PWM快速充電系統包括：第一分析器1、第二分析器2、檢測裝置3、控制器4和主電路5；其中檢測裝置3同時與第一分析器1和第二分析器2相連接，第一分析器1和第二分析器2同時與控制器4相連接，控制器4與主電路5相連接，配電網的電能經主電路5變換調整后傳輸給待充電電池，電池兩端連接檢測裝置3。

所述的第一分析器1、第二分析器2為該充電系統的核心部件，具備依照充電進程中電池自身狀態，分析計算反向去極化脈沖寬度、快速充電各時段最佳起始電流值與電流衰減指數的功能，能夠動態調整參數數值，在保證無損的前提下，縮短充電時間；所述的第一分析器1、第二分析器2包括數據采集模塊、A/D轉換模塊、處理器與數據存儲區等；用于分析計算的智能算法由軟件編程實現；該智能算法可以是神經網絡自適應、模糊規則推理自適應或者是其他具備分析自適應能力的算法等；第一分析器1在圖3所示的快速充電階段正向間歇時段，以電池端電壓U₁與電池荷電量Sc作為輸入，分析計算后得出反向放電脈沖寬度時間τ；第二分析器2在圖3所示的快速充電階段反向間歇時段，以電池開路端電壓U₂作為輸入，分析計算后得出下一正向充電時段最佳起始電流值I_j與電流衰減指數α_j，使二者達到最優。

所述的電壓檢測裝置3為電池的端電壓檢測單元，用于測量快速充電階段正向充電結束后電池端電壓U₁與快速充電階段反向脈沖放電后電池開路端電壓U₂。