鉛酸蓄電池快速充電模糊控制技術研究

摘 要:針對鉛酸蓄電池充電過程具有非線性、時變性、滯后性的特點，提出模糊控制充電的思想，設計了雙輸入/單輸出模糊控制器。確定充電模糊控制器的總體結構以及模糊輸入和模糊輸出，建立了模糊控制規則表，給出了推理步驟以及反模糊化方法，構建了快速充電系統。實驗證明，采用新型控制策略的充電方法對蓄電池充電，可減少充電時間，提高充電效率，具有重要的實際意義和推廣價值。

關鍵詞:快速充電; 模糊控制; 模糊推理; 移相全橋

中圖分類號:TN86; TP202 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)14-0202-03

Fuzzy Control for Lead-Acid Battery Fast Charging

LI Kuang-cheng，FAN Yan-cheng， YANG Ya-li

(Department of Control Engineering， The Armored Forces Engineering College， Beijing 100072， China)

Abstract: An idea of fuzzy control charge is proposed aimed at non-linear， time-varying and delay in the process of lead-acid battery fast charging，a fuzzy controller of dual-input and single output was designed. The overall structure， fuzzy input and output of the fuzzy controller were ascertained， the fuzzy control rules table was built， the inference process and defuzzification means was proved， the fast charging system was conceived. The experiment shows that the charging method with new control strategy can reduce the charging time and improve the charging efficiency for the battery charging. It has important practical significance and application value.

Keywords: fast charging; fuzzy control; fuzzy inference; phase-shifted full-bridge

0 引 言

目前，鉛酸蓄電池由于其制造成本低，容量大，價格低廉而廣泛應用于國民經濟各領域。然而，長期以來由于技術條件的限制，傳統的充電技術具有充電時間長、過充、欠充、析氣等多種缺點，遠不能適應現代生產和生活的需要。因此，如何實現快速、高效、微損地對蓄電池科學充電，一直是蓄電池應用領域最關心的問題[1-2]。

傳統的控制系統是建立在被控對象精確的數學模型基礎上的，如果被控對象的數學模型很復雜或較難建立時，控制系統就較難實現。蓄電池正屬于這種情況，由于蓄電池的充電過程有自己獨特的物理化學規律，因此考慮采用模糊控制進行蓄電池的充電控制[3]。

1 鉛酸蓄電池快速充電理論依據

提高蓄電池的充電速度，必須提高充電電流的數值，而蓄電池并非在任何條件下對任何充電電流都可以接受。20世紀60年代中期，美國科學家馬斯(J.A.MAS)提出了以最低出氣率為前提的蓄電池可接受的充電電流曲線，即任一時刻蓄電池能接受的充電電流為: