基于DSP的蓄电池智能充电控制策略研究

发布时间：2020-07-17 16:07

【摘要】：环境问题以及各种化石能源短缺日益严峻,绿色新能源的开拓与利用越来越受到人们关注,可靠并且稳定的电源系统也愈发重要。但是,蓄电池作为电动汽车和UPS不间断电源重要的储能装置,在使用过程中仍然存在着许多问题,其中最棘手的便是充电方式不合理给蓄电池使用寿命带来的损害。首先,对铅酸蓄电池传统充电策略进行解析对比,找出各自充电方式的优点与不足,阐述极化作用对蓄电池的危害以及解决办法。其次,参照马斯定律选用一种带有负脉冲放电与多阶段恒流充电相结合的快速充电策略。该策略能使蓄电池充电电流更加接近其可接受充电电流曲线,有效的去除极化现象,增加电池充电效率,提升电池使用期限。为验证提出的充电策略的可行性,设计硬件部分包含有三相变压器,滤波电路,三相PWM整流电路,双向DC-DC变换电路、DSP控制电路、电压电流采样电路和开关管驱动电路等。DSP控制程序设计是在CCS6.0集成开发软件中,各个子程序模块可以达到对实时监管蓄电池充电状态的目的。最后,经由仿真和实验验证所提策略的可行性。本文在MATLAB/Simulink软件中进行仿真并依据充电系统设计搭建了实验平台,在仿真软件和试验平台示波器中均观测到蓄电池智能快速充电电压电流波形,验证了所采用的充电控制策略的可行性。
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM912
【图文】：

曲线,常规充电,电压电流曲线

图 1-1 四种常规充电电压电流曲线Fig. 1-1 Four kinds of conventional charging voltage and current curves（1）恒压充电控制策略恒压充电方法就是以固定的电压值一直向蓄电池充电直到带能达到饱和为止的控制策略，充电时有RUEI （1-1）式（1-1）中，I 代表充电时的电流,U 代表充电系统送出的电压，E 代表充电电池的电动势,R 为电池内阻。因此可知，随着充电程度的加深，蓄电池充电电流迅速减小，内阻以及端电压增大。如图 1-1（a）所示，此种充电控制策略的充电电流和蓄电池充电可接受电流的马斯曲线，不过起始充电时电流过大，给蓄电池造成不可挽回的损害，缩短铅酸蓄电池的使用时间。故此策略实际中应用极少，当低电压大电流环境时能采用此种充电策略充电[11]。铅酸蓄电池充电的中后期，此时端电压稳定，故也可采用恒压充电控制策略。（2）恒流充电控制策略恒流充电控制策略是改变充电结构给予蓄电池的电压来保证充电电流恒定的充

曲线,充电系统,电池,端电压

的基本功能结构如图 2-1 示。合理的制定蓄电池充电系统的结构加快捷的充电，使其花费较少的时间存储入更多的电端电压大小采取检测，测量出其值的大小。若该测量要先对蓄电池采取小电流涓流充电，否则若以较大电[16]，产生原因是电池很久未工作造成。若电池充入电阶段，快速充电阶段需要通过对电池短时放电，这就快要充满的时候，电池端电压的值会很高，但此刻只其小电流浮充，以补满电池的实际需求电能[17]。工作状态的时，要每隔一定时间进行一次端电压采样况，把信息反馈给 DSP，DSP 对传送过来的信息进充电电流，让其更接近可接受充电电流曲线[18]。作时，电路必须稳定可靠，保障了电路的同时也得保

主电路结构

第二章充电系统主电路结构及控制原理电容 C1用来稳压。整流后连 Buck-Boost 电路，由 DSP 控制 IGBT 开关成为降压电路，充电电流在 0-15A 范围内可调。放电时将功率回馈给电网，此时 DSP 控关管为升压 Boost 变换电路，把升高的电压通过工作在逆变状态的三相整流电过滤波电感 L1，再经变压器升压，最后输还给电网。

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