[发明专利]一种基于自适应-模糊推理系统实现电池充放电的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池的安全快速充电放电、均衡技术、荷电状态计算等技术领域，具体涉及一种能够避免设备在交流适配器与Ni-MH可充电电池并存供电时，交流适配器长时间供电，导致Ni-MH可充电电池没有进行放电充电过程，电池寿命减少的情况发生的方法。

背景技术

镍氢充电电池由于大量使用的镍镉电池(Ni－Cd)中的镉有毒，使废电池处理复杂，环境受到污染，因此它将逐渐被用储氢合金做成的镍氢充电电池(Ni－MH)所替代。

从电池电量来讲，相同大小的镍氢充电电池电量比镍镉电池高约1.5～2倍，且无镉的污染，现已经广泛地用于移动通讯、笔记本电脑等各种小型便携式的电子设备。更大容量的镍氢电池已经开始用于汽油/电动混合动力汽车上，利用镍氢电池可快速充放电过程，当汽车高速行驶时，发电机所发的电可储存在车载的镍氢电池中，当车低速行驶时，通常会比高速行驶状态消耗大量的汽油，因此为了节省汽油，此时可以利用车载的镍氢电池驱动电动机来代替内燃机工作，这样既保证了汽车正常行驶，又节省了大量的汽油，因此，混合动力车相对传统意义上的汽车具有更大的市场潜力，世界各国都在加紧这方面的研究。

电池模型描述电池的影响因素与其工作特性之间的数学关系，考虑的因素有电压、电流、功率、荷电状态(SOC)、温度、内阻、内压、循环工作次数和自放电。通过大量电池模型的研究文献，可将电池模型分为电化学模型、热模型、耦合模型和性能模型4种类型。电化学模型是基于电化学理论并采用数学方法描述电池内部的反应过程，主要描述电池的电压特性、电池电极、隔膜的电流分布、超电势变化趋势等。研究电池的生热、热传导过程要使用电池热模型。大量的文献都对电池的热模型进行了研究，包括一维模型、二维模型和三维模型。在锂离子(Li-ion)电池的研究中，Doyle,Fuller和Newman的基于多孔电极和浓溶液理论的一维模型，能捕捉相关固态和电解质态的扩散动力和准确地预测电流/电压响应。

由于电池的电化学反应和电池的生热过程是相互影响的，因此建立电化学过程和生热过程的耦合模型称为研究电池工作过程与工作原理的新方法。也有学者基于系统动力学(Physical System Dynamics)建立了可充电电池的耦合模型，模型的理论基础是与电池的电能、化学能和热能之间的能量转换与守恒。电池性能模型描述电池工作时的外特性。与前面3中模型相比性能模型的优点是简单易用、结构多样，其又可分为简化的电化学模型、等效电路模型、神经网络模型、部分放电模型和特定因素模型。

电池性能模型在电动汽车等研究领域应用广泛。镍氢充电电池在电极制造上采用特有的配方：产品内阻小、工作电压高、循环寿命较长，低温放电和大电流放电性能好，性能达到国内同类产品的先进水平。

中国专利申请201010197037.X公开了一种充电插板的节能控制方法及节能插板，它是在插板上设置单片机，当插板工作时，单片机循环检测插板上每个充电插口的充电情况和每一种充电器的充电时间和充电电流的关系曲线，当检测到某一个充电插口上的充电器充满电后，单片机运用神经模糊自适应反馈控制原理,对该充电器进行最优断电控制，并通过电磁继电器切断与该充电器相连的回路。其主要解决充满电后待机耗电问题和保护电池及充电设备问题，其能检测到设备是否充满电、并在设备充满电后自动切断与设备之间的回路。

可充电电池在充电时将电能转换成化学能储存在电池中，放电时则由化学能转换成电能。在转换过程中的化学反应时产生热能(一种损耗)，使得充电过程中的充电能量要大于在储存在电池中的能量。这种能量的转换是可逆的，这看起来充放电的循环是循环的，其实不然，这是因为充放电的循环过程中，电池内部会产生一些不可逆的过程，引起电池放电容量的衰减，影响了电池的寿命。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种能够避免设备在交流适配器与Ni-MH可充电电池并存供电时，交流适配器长时间供电，导致Ni-MH可充电电池没有进行放电充电过程，电池寿命减少的情况发生的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于自适应-模糊推理系统实现电池充放电的方法，其包括如下步骤：

A、监测交流适配器供电信号及Ni-MH可充电电池电量；

B、判断电池是否充满；

C、判断电池充满后是否连续x天没有放电，其中x由衰减算法确定；

D、控制电池进入供电状态进行放电；

E、当电池剩余电量约为y％时，停止电池供电状态，由交流适配器供电，y由衰减算法确定；

F、电池充电，判断电池是否充满；