[发明专利]蓄电池充电控制方法

说明书

技术领域

本发明属于蓄电池充电技术领域，尤其涉及一种蓄电池充电控制方法。 

背景技术

长期以来，人们一直采用恒流法或恒压法来对蓄电池充电。而这两种方法与蓄电池的充电特性曲线严重不符，所以经常造成蓄电池的损坏。附图1给出了铅酸蓄电池的充电特性曲线，I线代表蓄电池在充电过程中不同时刻受电能力的电流变化曲线，V线代表蓄电池充电过程中各时刻能接受的最高安全电压，也是设计充电器的恒压输出线，C线代表蓄电池充电过程中容量随时间的增加表现的恢复曲线。从I曲线上可清楚看到，充电过程中蓄电池在不同时刻的电流接受能力。显然，在时间轴上，蓄电池电流接受曲线I是一条变化很大的非线性曲线，各个时刻蓄电池的电流接受能力是完全不同的，那么该曲线上哪一时刻的电流用作蓄电池恒流充电，能使蓄电池既安全，又能在人们可接受的有限时间上将蓄电池充满，无论怎么看，包括恒流充电法改进后的有限次数的分段恒流法在内，都是难以实现的。更加困难的是，电池每次使用的放电深度是不一样的，环境温度都不一样，新旧程度也不一样，如果每次充电都用同样的电流和时间去充，造成  的电池损害是不可逆转的。再看恒压充电法，从V线上我们看到充电器的输出电压，始终是在充电器设计者认为蓄电池安全受电的最高允许电压上，低于这个电压，将无法使蓄电池充满。但是这个电压并不真的安全。因为在充电过程中，单体铅酸蓄电池的输出电压比电池自身实时的电压要高出100mV，通过蓄电池的输出电流比蓄电池的最大安全受电电流要增大10倍以上。而充电前蓄电池一般都是在放完电后，这时的蓄电池肯定是处在最低的电压上。如单体铅酸蓄电池，放电后一般为1.8～2.0V，而此时充电装置的输出电压如果是恒定在2.25～2.4V，那与蓄电池电压的差就已远远大于100mV。这样的恒压充电，通过蓄电池的输出电流将是蓄电池最大安全电流的几十倍，如果充电器的输出功率与容量足够大的话，必定会造成蓄电池的损坏，如果充电器的容量不够，那就必定会造成充电器的过载烧毁。如不及时关断充电电源，极易造成蓄电池的损坏。至此，我们可以看出，造成铅酸蓄电池使用中出现早期性能下降和损失容量的重要原因，大多是传统蓄电池充电技术落后与过程控制不力所致。 

随着技术的不断发展，人们试图控制充电装置按照接近充电特性曲线的方式来充电。一种比较好的充电装置方案是采用H桥逆变、高频变压器隔离技术，这种方案效率高、能耗低、功率因数高、输出精度高，有输出电流限制，输出特性曲线如附图2所示。其额定输出电流为55A，当输出电流大于55A时，按特性曲线进行电压限制，当输出电流为60A时，输出电压变为0V。充电装置输出电压控制系统是个双闭环控制系统，如图3所示，外电压控制环起主要作用，内电流  控制环起辅助作用。在特性曲线的恒压阶段，输出电压的反馈值与基准电压比较，经PI调节，生成一个电流参考值，然后与电流反馈值进行比较，最终确定一个输出波形，送到PWM发生器中，产生IGBT的门极控制信号；在限流阶段，过程同恒压阶段，只是在电压比较器处多比较了一个“输出电压降低值”的参数，这个参数值将根据特性曲线确定，使电压的参考值降低，进而实现了限流控制。 

采用这种控制方法的优点是根据输出电流来调整给定电压，实现了恒压及限流控制，有效的实现了输出电流限制、快速的过流保护。但还存在两方面的不足，一是在恒压控制阶段，加入了电流闭环，这样虽然起到了快速过流保护的作用，但是，在输出电流小于55A情况下，电流闭环也参与了110V的恒压控制，输出电流反馈的变化会影响输出电压的调整，使输出电压的精度受到影响；二是在限流控制阶段，根据输出特性曲线，输出电流55A对应输出电压110V，输出电流60A对应输出电压0V，在此区间，输出电流每变化1A，会使输出电压有22V的变化，输出电流的变化直接影响到给定电压的快速变化，使得在此区间电压和电流一直处于动态的调整状态，输出电压和输出电流的稳定度不好。 

发明内容

本发明的目的就是克服上述现有技术之不足，提供一种安全可靠、控制精确、稳定的蓄电池充电控制方法。 

本发明的目的是这样现的：一种蓄电池充电控制方法，采取以下步骤： 

(1)采集充电装置的输出电流信号和输出电压信号； 

(2)向控制系统发出输出电流给定值和输出电压给定值； 

(3)斜坡处理输出电流给定值和输出电压给定值，得出输出电流斜坡给定值和输出电压斜坡给定值； 

(4)输出电流斜坡给定值与输出电流信号值相比较，得出输出电流误差信号，输出电压斜坡给定值与输出电压信号值相比较，得出输出电压误差信号；