基于蓄電池模型參數(shù)擬和的新型充電控制策略

齊海軍

【摘 要】在蓄電池充電中最大的問題就是對模型和電流的把控。本文具體說明了蓄電池的特點(diǎn)，并采用多種實(shí)驗(yàn)進(jìn)行論證，同時(shí)詳細(xì)講解了新型充電的控制和策略，以便工作者們在日后的工作中進(jìn)行參考和實(shí)操。

【關(guān)鍵詞】蓄電池模型；控制策略；智能化

一、蓄電池發(fā)電前提

隨著社會(huì)不斷地快速前進(jìn)，再生能源也在迅速發(fā)展的過程中，具有回收效益高和儲(chǔ)存能力大的膠體鉛酸蓄電池也逐漸得到了大量的推廣，從而使用到再生能源的發(fā)電中，且它的使用能力也直接影響到整個(gè)再生系統(tǒng)的運(yùn)行和安全；要知道，我國的太陽和風(fēng)能資源是特別豐富的，但時(shí)因?yàn)檎麄€(gè)資源屬于自然不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致風(fēng)、太陽和電能都得不到較好的收集和使用。眾所周知，太陽和風(fēng)在時(shí)間和地墊上都是具有統(tǒng)一性的，所以風(fēng)和太陽能結(jié)合就是整體供電系統(tǒng)的中心，利用兩者的能力進(jìn)行互補(bǔ)，從而提高整體系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。所以風(fēng)能和光能的再生發(fā)電技術(shù)正受到全國甚至全世界的重視。在太陽和風(fēng)能結(jié)合的發(fā)電系統(tǒng)中，作為具備超大存儲(chǔ)能力的蓄電池顯得非常重要。現(xiàn)如今我國使用發(fā)電系統(tǒng)中的蓄電池一般使用的是VR-LA，其使用的年限一般為十五年內(nèi)，但是在實(shí)操過程中基本2到4年就得更換一次，這對整個(gè)供電系統(tǒng)的安全和資金都造成了損失，由此可見，對于蓄電池把控是否嚴(yán)格，也是當(dāng)前保證蓄電池年限壽命的一個(gè)重要點(diǎn)。

二、蓄電池簡介

已知，目前蓄電池的充電方式主要有以下幾種，恒電流電壓式充電和兩階段三階段式充電以及迅速充電等。其中，恒電流充電的方式主要就是在其充電時(shí)可以對其所屬的電流進(jìn)行隨時(shí)的調(diào)整和把控，從而保證在整體充電式保持在一個(gè)合適的點(diǎn)；其缺點(diǎn)主要是，在整體的充電時(shí)時(shí)間耗費(fèi)和耗能較多。要知道恒電壓充電主要是要求在充電式保持電壓合適的點(diǎn)上，這就會(huì)讓電池在初期承受非常大的電流，導(dǎo)致整體的控制器進(jìn)行自然和短路，從而折短電池的壽命。限流充電的方法主要就是在充電的電源處和蓄電池兩者之間加上一個(gè)額外的電阻器，從而進(jìn)行把控電流的大小，保持充電時(shí)輸出的電壓穩(wěn)定，但是這樣會(huì)導(dǎo)致充電式壓力過小而蓄電池需要電流過高，從而起到一個(gè)巨大的沖擊性。兩階段的充電方式就是在充電前期用恒電流的方式進(jìn)行輸入，當(dāng)達(dá)到蓄電池的供給需求是，在進(jìn)行恒電壓的方式進(jìn)行充電，結(jié)合兩者充電方式，優(yōu)點(diǎn)是充電速度快，缺點(diǎn)是輸出氣量較多。其次，三階段的方式就是在兩階段上增加了一種新式充電，這種方式可以讓輸出的量降到最小且還可以限制電流。由此可見，對于充電的方法，必須要找出適合蓄電池的，才能更好的進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

三、蓄電池充電模型

1.整體結(jié)構(gòu)

如圖1所示，在再生能源整體發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池一般是通過對向直流的母線和其變換器進(jìn)行結(jié)合。選擇非隔離的雙向變換器當(dāng)做整體電流和功率變換單元。蓄電池連接變換器時(shí)進(jìn)行低壓側(cè)變換，變換器高壓時(shí)，連接直流的母線hal和bus作為電容，L為電流感，Q1和2則是開關(guān)控制，且整體裝置的頻率保持在二十千赫茲。

2.整體參數(shù)

要知道，蓄電池在整體充電時(shí)是帶有化學(xué)電力反應(yīng)的，且其中具有變換性，而在充電的過程中對高密度精準(zhǔn)設(shè)計(jì)模型的數(shù)據(jù)的實(shí)用性和適應(yīng)力的要求是非常高的。通過進(jìn)行模型的建造模擬，其程度可分為電化學(xué)、網(wǎng)絡(luò)化和等效模型等。因等效模型電路有點(diǎn)較多，且模型構(gòu)建較為簡單，所以現(xiàn)如今大多數(shù)使用的都是這種模型電路。如圖2所示

3.驗(yàn)證

根據(jù)目前我國實(shí)驗(yàn)對于蓄電池的仿真研究進(jìn)行分析后，得出以下結(jié)論，如圖3所示，電流的仿真波形圖，從圖中看出啟動(dòng)基礎(chǔ)的電流不會(huì)漏流和超流，誤差率基本為0。

圖4所示是在充電式進(jìn)行轉(zhuǎn)換仿真波形，從結(jié)果可以看出，在轉(zhuǎn)換后和轉(zhuǎn)換前的恒電流和電壓的把控相對來說較為穩(wěn)定，在轉(zhuǎn)換點(diǎn)的電流可以充分滿足最后的預(yù)定效果。

四、充電控制策略

1.使用定向電壓

定向電壓的充電技術(shù)主要就是對已經(jīng)放點(diǎn)的蓄電池進(jìn)行二次充電的技術(shù)，其充電時(shí)會(huì)把電壓把控在整體的充電區(qū)域，且使用定向電壓進(jìn)行充電時(shí)并不會(huì)對蓄電池的年限壽命造成損傷，所以定向典雅的充電也稱恒電壓限制電流式充電。在傳統(tǒng)早期充電時(shí)，電壓比較低，基本限制電流就能達(dá)到整體的需求，且在充電時(shí)，要先將蓄電池的電壓設(shè)定到合適的位置；當(dāng)電壓和充電器的電壓相同的時(shí)候，電流開始相對減少，這樣就能用較少的電壓將蓄電池充滿。其次，使用電壓限制電流的方法有許多缺陷，其一就是充電過后的反應(yīng)時(shí)間很長，導(dǎo)致時(shí)間浪費(fèi)，其二就是會(huì)導(dǎo)致電壓不足或不可把控等。

2.使用定向電流

電流定向充電主要就是在充電時(shí)保持電流在一定的位置上。在充電時(shí)，由于蓄電池的電壓不斷地整張，所以電壓必須慢慢的上升才能保證電流的穩(wěn)定性。電壓定向充電可以讓蓄電池半分之百充滿，但是由于其充電時(shí)耗費(fèi)的實(shí)踐較長，對蓄電池的電能消損很大，且會(huì)導(dǎo)致電解液過多失去，導(dǎo)致冒氣等。所以在選擇不同的蓄電池時(shí)要選擇不同的充電方法，要準(zhǔn)確的接入相應(yīng)的電路，選擇適合的電流，所以這其中大大增加了把控和監(jiān)察人員的責(zé)任。所以現(xiàn)如今如何改進(jìn)和加強(qiáng)電流定向充電是一個(gè)重要的工作內(nèi)容，首先將定向的電流分為兩個(gè)步驟階段進(jìn)行充電，準(zhǔn)確來說就是在充電早期使用大電流進(jìn)行放電，而后到一定程度后再進(jìn)行小電流的放電方法。因蓄電池完全放電后，正負(fù)極會(huì)出現(xiàn)硫酸鉛，充電的主要目的就是利用電流生成的硫酸鉛進(jìn)行對其的還原，形成新的活性物質(zhì)。如果充電早期使用較小電流，那么硫酸鉛的再生將會(huì)非常的慢，從而造成時(shí)間耗費(fèi)過多；如采用早期大電流形式，能加快硫酸鉛的還原再生性，大大減少充電的時(shí)間。由此可見，我們必須要適當(dāng)?shù)臏p少和把控充電電流的輸出情況，才能避免危害和減少充電時(shí)對電能的消耗情況。

3.使用智能充電

熟知，智能充電時(shí)目前社會(huì)普遍使用的先進(jìn)方法，其主要目的就是在充電時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控充電的電流情況。其充電時(shí)會(huì)按照蓄電池的整體情況和參數(shù)，來選擇合適的電流，并保持在一定的范圍之內(nèi)，讓蓄電池在無氣體的情況下進(jìn)行充電，從而保護(hù)蓄電池的壽命和性能。其方法適合任何蓄電池的狀態(tài)下使用，可以保證其安全性和能力性。目前社會(huì)的智能化設(shè)備，集合了網(wǎng)絡(luò)信息的控制電路，采用相對應(yīng)的模式進(jìn)行充電放電，其特點(diǎn)主要有，一使用的是智能化的技術(shù)，可以根據(jù)蓄電池的情況，來對其的電壓、電流進(jìn)行把控和調(diào)節(jié)；二就是可以采用浮充的方法，可以保證電池生成的鉛酸鋁在任何天氣和地點(diǎn)都能保證充足的電量；三采用多元化的規(guī)定，保證充電的時(shí)間段，防止過量輸入，從而導(dǎo)致充電性能降低；四完善相對的功能，最大限度保證整體充電設(shè)備的運(yùn)行和安全性。

五、結(jié)束語

由此可見，對于蓄電池模擬技術(shù)和新型充電控制的策略就是采用智能化的方法，來滿足充電時(shí)蓄電池的多樣化需求，根據(jù)蓄電池的適用范圍，在充電中控制電壓和電流，進(jìn)行隨時(shí)查看蓄電池放電的材料和荷電的狀態(tài)以及各種環(huán)境等，來進(jìn)行調(diào)整和把控，所以，要想更加準(zhǔn)確得到蓄電池充電時(shí)的材料，從而實(shí)現(xiàn)智能化的快慢充，必須要在蓄電池中加入拍攝功能，以此來提供最新的實(shí)時(shí)消息，從根本上實(shí)現(xiàn)恢復(fù)性充電和去極化充電的方式等，保證在實(shí)際的操作過程中更好地進(jìn)行使用。

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