蓄电池智能活化系统设计

发布时间：2020-09-01 21:44

　　随着污染的加剧与资源的紧缺,铅酸蓄电池作为一种可重复使用的储能设备,在生产生活中得到广泛的应用。但是硫酸盐化一直加剧着蓄电池的受损程度,影响着蓄电池的使用寿命。为了消除硫酸盐化,提升蓄电池利用率,本文研究蓄电池智能活化系统,对推动蓄电池修复技术的发展具有重要现实意义。通过研究蓄电池的化学反应机理,分析与比较现有的活化方式,本文提出了复合脉冲修复法,并采用马斯曲线作为控制策略。基于蓄电池活化系统设计要求,完成了系统的硬件电路设计、活化系统软件设计、人机交互模块设计以及神经网络算法对蓄电池剩余容量的预估。为了实现活化脉冲的频率与幅值控制,硬件电路以PIC18F4580芯片为控制核心,采用整流—斩波两级拓扑结构。为了保证活化脉冲按照马斯曲线稳定输出,本文使用了脉宽调制技术,并结合改进型PID控制算法对活化脉冲进行修正。系统增设人机交互模块,提升系统调度能力,加强系统监控与人工干预,并在MAPLAB IDE环境下,采用C语言编写通讯协议,实现了模块间的信息互通和协调运行。本文采用神经网络模型对蓄电池剩余容量进行预估,将蓄电池端电压与电压变化率作为输入,蓄电池的剩余容量作为输出,利用恒流放电电路对蓄电池实际容量进行测试,并与预测容量进行对比,得出神经网络计算误差为5%,验证了神经网络算法的准确性。对比活化前后蓄电池的容量,得出活化能够延长蓄电池的使用寿命。
【学位单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM912
【部分图文】：

曲线,脉冲,硫酸铅,活化的

图 2.1 正负活化脉冲Fig. 2.1 Positive and negative activation pulses化法如图2.2所示，在活化过程中高频脉冲可以起到消池进行活化，可以有效打破硫酸铅晶体稳定结构解在电解液中，增大极板的接触面积。并且这种氧化还原反应的吸气率。但是这种方法缺点是只共振，击碎一部分硫酸铅晶体。在活化的后期不蓄电池失水，使电解液干涸[30]，这是对蓄电池的不按照马斯曲线运行，幅值单一，到活化的后期命，对铅酸蓄电池有物理伤害。但是这种方法拓宽电池活化理论提供了新的思维方式。

高频脉冲,硫酸铅

Fig. 2.1 Positive and negative activation pulses2.3.2 高频脉冲活化法高频脉冲活化法如图2.2所示，在活化过程中高频脉冲可以起到消除硫酸盐化的作用，采用脉冲对铅酸蓄电池进行活化，可以有效打破硫酸铅晶体稳定结构，使硫酸铅较大的晶体变成较小的颗粒溶解在电解液中，增大极板的接触面积。并且这种间歇式脉冲活化方法可以控制温升，加大氧化还原反应的吸气率。但是这种方法缺点是只采用单一的频率，只能与部分硫酸铅晶体共振，击碎一部分硫酸铅晶体。在活化的后期不需要过大的电流值，电流值过大会加大蓄电池失水，使电解液干涸[30]，这是对蓄电池的极大损害。高频脉冲一个巨大的缺点

曲线,脉冲,活化法,晶体

沈阳工业大学硕士学位论文冲活化法变幅值变频率复合脉冲活化法，击碎硫酸铅晶体，如图 2.3 所池内部水分的丢失，蓄电池在反应的后期不能采用大电流进行解液中水分蒸发，干涸电解液。变幅值的依据为马斯公式I 间逐渐下降的曲线，该曲线是马斯根据大量实验得到的，符合方式，间歇式活化即采用脉冲活化的方式，以脉冲的一个周期化状态，一段时间为空闲状态，空闲状态时可以避免活化时带不同频率的脉冲对 PbSO4 晶体进行冲击，与晶体共振，击碎体变成小颗粒溶解在溶液中，抑制 PbSO4 晶体再生，使电极板原反应。并且这种反应对蓄电池没有物理伤害，不会破坏蓄电

【参考文献】