[发明专利]一种基于预见控制的蓄电池充电方法

说明书

本发明公开了一种基于预见控制的铅酸蓄电池充电方法，根据最佳充电曲线，并结合蓄电池的充电接受特性，对蓄电池以期充电。该充电方法以三段式充电为基础，其中利用蓄电池的未来状态信息进行前馈控制，采集当前蓄电池的状态信息进行反馈控制，对蓄电池充电过程跟踪与补偿，从而实现对蓄电池三个阶段的充电过程进行预见控制。通过采用预见控制方法使蓄电池的充电按最佳充电曲线进行，可大大缩短充电时间，并且对电池的容量和寿命也没有影响；其次，充电过程能够很好的与蓄电池的充电接受特性相吻合，能够极大的减少极化现象，确保电池得到高效安全的充电。

技术领域

本发明涉及蓄电池充电技术领域，具体是涉及一种基于预见控制的蓄电池充电方法。

背景技术

全球能源危机的爆发，寄希望于新能源领域的突破，随着新能源技术的发展与大力推广，以传统化石燃料位驱动的机械工具逐渐被以电力能源驱动的机械工具所取代，蓄电池作为日常使用的电力能源储存的一种，以其容量大、寿命长、性价比高、输出稳定等优点被广泛应用于各个领域。

在蓄电池的使用上，需要经常对其进行充电，传统的充电方式使其在充电过程中容易发生极化现象，严重影响充电速度与充电质量,还会造成蓄电池欠充或过充，损伤蓄电池，降低其使用寿命，严重时可能直接导致蓄电池报废。

随着蓄电池的普遍应用，如何对蓄电池高效安全的充电，已成为研究的焦点。虽然不断有新的充电技术提出，但并不能完全解决蓄电池的充电问题，只能不断的探究更加完善的充电方式。因此，研究及选择合理的充电技术，是蓄电池应用领域发展的关键所在。

发明内容

鉴于上述蓄电池在充电过程中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于预见控制的蓄电池充电方法，以提高蓄电池的充电效率，减少充电过程中的极化现象，防止过充、欠充等问题。

本发明提供的蓄电池充电方法是以三段式充电原理为基础，提出的基于预见控制的充电方法，根据蓄电池最佳充电曲线，结合蓄电池的充电接受特性，进行以期充电更符合智能充电的要求。

为了实现以上目的，本发明拟采用以下技术方案：

蓄电池三段式充电的恒流充电阶段、恒压充电阶段、浮充充电阶段，在进行各阶段充电时根据最佳充电曲线，采用预见控制对充电过程进行调整。

设定每阶段的充电状态阈值，作为充电阶段的转换判断条件。恒流充电阶段设定一个电压阈值，恒压充电阶段设定一个电流阈值，浮充阶段通过检测蓄电池的SOC判断是否停止充电。

蓄电池在充电开始之前要完成的准备工作包括：

获取待充蓄电池的类型，根据蓄电池的类型确定每阶段的充电阈值和充电规格；

检测蓄电池的初始状态信息，把检测到的初始电压作为待充蓄电池当前时刻的电压值；

根据检测到的初始电压状态信息，确定待充蓄电池所要在的充电阶段。

恒流充电阶段，以设置的最大电流(5A-30A)对蓄电池进行充电，当检测到蓄电池当前的电压状态信息达到设定的电压阈值时，开始进入下一阶段充电，即恒压充电阶段；

恒压充电阶段，将电池电压维持在一个较高的位置进行充电，使电池更快达到满充状态，当检测到充电电流减小到设定的电流阈值时，进入浮充阶段；

浮充充电阶段，以低于恒压充电的电压即浮充电压进行充电，为电池提供满充和维护操作。此时充电电流会持续减小，而蓄电池的SOC增加，同时根据检测到蓄电池的SOC达到满充状态，停止充电。

其中，预见控制作用于蓄电池各个充电阶段，通过预见控制计算得出最佳充电曲线，使充电按照最佳充电曲线进行，其具体预见控制方法步骤如下：

设蓄电池充电过程在k时刻的离散状态方程为