脈沖倍壓理論在光伏系統(tǒng)鉛酸蓄電池充電中的應(yīng)用

1、 本文由huarobust貢獻(xiàn) pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 電氣 應(yīng) 用 年第 卷第 期 脈 沖倍 壓 理 論 在 光 伏 系 統(tǒng) 鉛 酸 蓄 電 池 充 電 中的 應(yīng) 用 楊 燕翔 西 華 大 學(xué) 電 氣信 息 學(xué) 院 摘 要 , 將 脈 沖 倍 壓 理 論 運(yùn) 用 于 太 陽(yáng) 能 光伏 系 統(tǒng) 的 蓄 電 池 充 電 技 術(shù) 中 , , 通過(guò) 。 軟 件 的仿 真 關(guān)鍵詞 顯 示 了這 種 充 電 技 術(shù) 的 運(yùn) 用 可 以 在 不 損 失 太 陽(yáng) 電 能 的前 提 下 避 免傳 統(tǒng) 電 池 充 電 方 法 中存 在 的較 嚴(yán) 重

2、的極 化 現(xiàn) 象 光 伏 系統(tǒng) 并 可 提 高 蓄 電池 的壽 命 和 充 電效 率 充 電效 率 。 脈 沖倍 壓 引言 在 太 陽(yáng) 能 光伏 系 統(tǒng) 中 法 , , 但 這 種 方 式 僅 僅 是 針 對(duì) 延 長(zhǎng) 電池 工 作 壽 命 的措 施 在太 陽(yáng) 能 光伏 系 統(tǒng) 中 太 陽(yáng) 能 電池 對(duì) 鉛 酸 蓄 電 、 。 , 需 考 慮 的 問(wèn) 題 除 了 電池 的工 。 作 壽命 , 還要 考 慮 太 陽(yáng) 能 的轉(zhuǎn)換 效 率 , 由于 傳統(tǒng) 的 ” 池 的充 電 電 流 通 常 是 非 恒 流 由 于 沒(méi) 有 去極 化 措 施 , 非恒 壓 的 隨機(jī) 充 電 , 脈 沖充 電法是 采 用

3、 斬 波原 理 的周期 中 , 在 ” “ 充一 停 一 放 一 停 , , 充 電 過(guò) 程 中存 在 較 嚴(yán) 重 如析氣 , 、 在 “ 停一 放 一 停 , 期間 太 陽(yáng)能光伏 系 。 的極 化 現(xiàn) 象 帶 來(lái) 嚴(yán) 重 的負(fù) 面 效 果 , 、 溫 統(tǒng)轉(zhuǎn)換 的 電能被 閑 置 太 陽(yáng) 能 的轉(zhuǎn)換 效 率 降低 升 命 、 極 板 活性 物質(zhì) 脫落等 增 加使用 成 本 。 , 這些 因 素折損 蓄 電池 壽 影 響 了太 陽(yáng) 、 降低 了 充 電效 率 脈 沖 倍 壓 式 鉛 酸 蓄 電池 充 電 法 的 原 理 太 陽(yáng)能 光 電池 組 是 由 電池 通 過(guò) 串聯(lián) 和 并 聯(lián) 組 成 照

4、度 的影 響 , , 電能 的推 廣 應(yīng) 用 果 的方 法 之 一 脈 沖 充 電方 式 是 解 決 上 述 負(fù) 面 效 。 的單 位 源 太 陽(yáng) 能 光 可 以 得 到 在 額 定 電壓 下 。 可 是 斬 波 方 式 形 成 的脈 沖將 是 以 損 失 太 陽(yáng) 能光 伏 系統(tǒng) 電 能 為代 價(jià) 的 負(fù)面影響 , 如何才能既解決 , 不 同輸 出功 率 的太 陽(yáng) 能 光 電池 組 件 由于 受 太 陽(yáng) 光 , 太 陽(yáng) 能 光 伏 系統(tǒng) 中對(duì) 鉛 酸 蓄 電池 隨機(jī) 充 電法 帶 來(lái) 的 又 不 以 損 失 太 陽(yáng) 電能 為 代 價(jià) 通 常 只 有 在 正 午 時(shí) 達(dá) 到 額 定 電壓 , 而

5、 采用脈沖 。 在 清晨 和 黃 昏時(shí) 太 陽(yáng) 能 光 電 池 組 件 的 輸 出 電壓 是 按 一 定 的規(guī) 律 遞 減 的 表 太 陽(yáng) 電池 主 件 實(shí)驗(yàn)地 點(diǎn) 時(shí)間 電壓 型號(hào) 倍 壓 式 鉛 酸 蓄 電池 充 電法 可 以 得 到理 想 的效 果 如表 年 月 所示 。 傳 統(tǒng) 鉛 酸 蓄 電池 充 電法 在 太 陽(yáng) 能 光 伏 系 統(tǒng) 運(yùn) 用 中存 在 的 問(wèn) 題 充 電過(guò) 程 對(duì) 蓄 電池 循 環(huán) 工 作 性 能 產(chǎn) 生 影 響 是 眾 所周知 的 。 日 實(shí) 側(cè) 數(shù) 據(jù) 曲線 電 能轉(zhuǎn) 換 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 四 川 成 都 西 華 大學(xué) 第二 教 學(xué) 樓頂 如 果 電池 長(zhǎng) 期 處

6、 于 欠 充狀 態(tài) , , , 即 活性 物 質(zhì)不 能得到全部 的反應(yīng) 那 么將會(huì)導(dǎo)致 一部分 由于 長(zhǎng) 期 不 能 參 與 反 應(yīng) 去反 應(yīng) 能 力 , 而發(fā)生鈍化甚 至 失 。 時(shí)間 電壓 造 成 電池 工 作 容 量 減 小 , 另一 方面 , 如 果 電池 在 充 電過(guò) 程 中經(jīng) 常 發(fā) 生 過(guò) 充 電池 內(nèi) 部 大 量 析 氣 活性 物 質(zhì) 脫 落 板 的破 損 , 這樣會(huì) 造 成 電 , , 按 常規(guī)方式 充 電時(shí) 而 在 清 晨 和 黃 昏時(shí) , , 正 午 時(shí)是 近似恒 壓式 的充 、 產(chǎn) 生 大量熱 量 , 還 有極板 表面 , 由 于 太 陽(yáng) 能 光 電池 組 的輸 、 金

7、 屬 板 柵 或 集 流 體 的腐蝕 。 甚 至極 , 出電 壓 下 降 時(shí) , 當(dāng)輸 出 電 壓 小 于 鉛 酸 蓄 電池 。 這 些 都 會(huì) 對(duì) 電池 造 成 惡 劣 的影 響 , 加速 充 電過(guò)程 將 停 止 , 為 了 減 小 恒 壓 式 的 充 電對(duì) 鉛 。 其老化 , 縮 短 電池 的工 作 壽命 “ 酸蓄 電池 的 損 害 在 通 常情 況 下 采用 ” 應(yīng) 采 用 脈 沖式 充 電 , 但 脈 沖式 充 。 為 了延 長(zhǎng) 電池 的 工 作 壽 命 脈 沖充 電法 的 相似 , 電的間 隙期 和 太 陽(yáng) 能 光 電池 組 輸 出 電壓 小 于 鉛 酸 蓄 電池 的時(shí) 期 充一 停

8、 一 放一 停 “ 的循 環(huán) 方 式 ” , 這 。 轉(zhuǎn)換 的太 陽(yáng) 能 將 白 白損 失 和 消 除極 板 硫 化 的 傳 統(tǒng) 方 法 反 復(fù) 充 放 電法 十分 脈 沖倍 壓 式 鉛 酸 蓄 電池 充 電方 法 的基 本 思 想 就 是 既 不 損 失 脈 沖 式 充 電 的 間 隙期 和 太 陽(yáng) 能 光 電池 組 是 消 除 鉛 酸 蓄 電 池 極 板 的硫 化 的 有 效 措 施 一 一 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 脈 沖倍 壓 理 論 在 光 伏

9、系 統(tǒng) 鉛 酸 蓄 電 池 充 電 中 的 應(yīng) 用 電 氣 應(yīng) 用 , 年第 卷第 期 輸 出 電壓 小 于 鉛 酸 蓄 電池 的 時(shí)期 的太 陽(yáng) 能 。 的 電路 后 實(shí) 現(xiàn) 的 。 又 可 采 用 脈 沖 充 電法 來(lái) 延 長(zhǎng) 電 池 的工 作 壽 命 脈 沖倍壓 式 鉛 酸 蓄 電池充 電法 采 用 的基 本 原 理 是 控制 電路 升 壓 斬波 原理 , 其 電原 理 圖及工 作波 形 如 圖 所示 。 卿 二 令 厄 土 下 二 習(xí) 太陽(yáng)能 電池 升壓 斬波 工 作 波 形 匕一一上二二二二二 生士上一 圖 口 圖 升 壓 斬波 電原 理 圖及 工 作波形 , 分析 時(shí) 效應(yīng) 管 載

10、 設(shè) 電路 中 的 , 值和 電源 同時(shí) 電容 , 值很 大 向 電感 , 當(dāng)場(chǎng) 充電 , 脈 沖倍 壓 式 鉛 酸 蓄 電 池 充 電 電 路 處 于導(dǎo)通態(tài)時(shí) , 脈 沖倍 壓 式 鉛 酸 蓄 電 池 充 電 電 路 中起 開(kāi) 關(guān) 作 用 的場(chǎng) 效 應(yīng) 管 由單 片 機(jī) 控 制 , , 充 電 電流基 本 恒 定 為 的 電壓 向負(fù) 經(jīng) 過(guò) 實(shí)驗(yàn) 的開(kāi) 關(guān) 周 供電 , 因 電容 。 。 值很大 基 本 保 持 了輸 出 電 , 期參數(shù)被 編人程序 間 占 空 比 的調(diào) 節(jié) , 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 開(kāi) 關(guān) 時(shí) 間周 期 和 導(dǎo) 通 時(shí) 壓值 恒 定 為 在 此 期 間 電感 于斷開(kāi)態(tài)時(shí) , 設(shè) 處于

11、導(dǎo)通態(tài)的時(shí)間為 。 。 以 達(dá) 到?jīng)] 有 太 陽(yáng)能 損 耗 的倍 壓 脈 上 積 蓄的能量 為 電源 和 電感 當(dāng) 處 沖充 電 。 上 的能量 一起 向 電 。 脈 沖 倍 壓 式 鉛 酸 蓄 電池 充 電 電路 的仿真 脈 沖倍 壓 式 鉛 酸 蓄 電池 充 電 電 路 的 仿 真 是 建 立 在 脈 沖式 電池 充 電方 法 是 消 除 鉛 酸 蓄 電池 極 板 的硫 化的有效 措施 , 容 。 充 電 并 向負(fù) 載 。 提供能量 設(shè) 處 于斷開(kāi)態(tài) 釋放 的能量 為 , 的時(shí) 間 為 一 。, 。 則 在 此 期 間 電感 “ 。 當(dāng) 電路 工 作 達(dá) 平 衡 態(tài) 時(shí) 在一個(gè) , 周期

12、即 中 電感 積 蓄 的 能 量 和 釋 放 的 能量 相 等 可 以 延 長(zhǎng) 電池 工 作 壽命 。 這里 的 仿 真 僅 局 限 于 脈 沖倍 壓 式 鉛 酸 蓄 電池 充 電方 法 在 太 陽(yáng) 能 光 伏 系 統(tǒng) 中應(yīng) 用 可 以 不 損 失 太 陽(yáng) 能 轉(zhuǎn) 換 效 率 的論 證 。 。 二 。 一 化 簡(jiǎn)得 。 圖 些 蘭 竺三衛(wèi)絲 。 所示 為 , 太 陽(yáng) 能 電池 對(duì) 鉛 酸 蓄 電池 充 , 二 工 , 電 的 仿 真 放 大 后 的充 電動(dòng) 態(tài) 波 形 為 導(dǎo) 通 時(shí) 間 占空 比 為 。 , 其中 時(shí) , , , 脈 沖周 期 電感 值 取 式 。 中的 , 八 。 為 導(dǎo)

13、通 時(shí) 間 占空 比 橫 線 為 太 陽(yáng) 能 電池 輸 出 電壓 脈 沖 波 為倍 也可 稱 為 升 壓 系 數(shù) 的大 小 。 調(diào) 節(jié) 其 大 小 可 改 變 輸 出 電壓 二 壓 斬 波后 的波 形 當(dāng) 時(shí) 忍 。 仿 真 結(jié) 果 波 形 揭 示 了兩 個(gè) 結(jié) 論 波形在啟動(dòng)后 后趨 于穩(wěn)定狀態(tài) 。 , , 。 成 為 倍 壓 斬 波 脈 沖 源 電路 脈 沖波 的 幅 值 趨 于 兩 倍 太 陽(yáng) 能 電池 輸 出 電壓 由于 在 相 同 的 負(fù) 載 條 件 下 一倍 。 , 以 上是通過(guò)理 論 上 的分 析 表 明 脈 沖倍 壓 電 路 在 脈 電壓 提 升 接 近 沖 間隙時(shí) 期 的 電

14、能并不 會(huì)損 失 存儲(chǔ) 在 脈 沖期 釋 放 現(xiàn) , 而 是 通 過(guò) 電感 器 件 的 的大小 。 在 一 個(gè) 周期 中 , 對(duì) 電池 充 電 的 電 能 為恒 壓 充 。 但 是 否 一 定 是 以 電壓 的 形 式 體 電方 式 對(duì) 電 池 充 電 的 電 能 為 兒 脈 沖倍 壓 方 式 。 則要根據(jù) 脈 沖倍 壓 電源 的 內(nèi) 阻 和 負(fù) 載 。 對(duì) 電池 充 電 的 電能 為 為 太 陽(yáng) 能 電池 輸 出 電壓 的充 電 電 流 見(jiàn)節(jié) 、 其中 , 而定 這里想 說(shuō) 明的是 能量沒(méi) 有 因?yàn)?斬 波 而 損 失 為 電源 為 占空 比 為 向 電感 的脈 沖 脈 沖倍 壓 式 鉛 酸

15、 蓄 電池 充 電 法 的 硬 件 實(shí) 現(xiàn) 脈 沖倍 壓 式 鉛 酸 蓄 電 池 充 電 電 路 是 在 微 功 耗 太 陽(yáng)跟 蹤 裝 置 的 控 制 電 路 礎(chǔ)上增加 基 波周期 量相等 。 兩 種 充 電方 式 在 相 同 時(shí) 間 內(nèi)對(duì) 電池 充 電 的 電 能 。 了如 圖 所示 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 電 氣 應(yīng) 用 年第 卷第 期 脈 沖倍 壓 理 論在 光 伏 系 統(tǒng) 鉛 酸 蓄 電池 充 電 中 的 應(yīng) 用 光 伏 系統(tǒng) 的 使 用 成 本

16、 降 低 積極 的 意 義 。 , 對(duì) 太 陽(yáng) 能 的推廣 應(yīng) 用 有 參考文 獻(xiàn) 【 郭亮 , 電動(dòng) 車(chē)用 蓄 電 池 充 電技 術(shù) 的進(jìn) 展 電池 , 【 王秋虹 , 李龍 黃俊 , 金莉萍 , 等 脈 沖充 電 對(duì) 鉛 酸 蓄 電 , , 池 硫 酸 鹽 化 的影 響 電源技術(shù) 王 兆安 圖 , 電 力 電子 技 術(shù) 【 , 版 北京 機(jī) 械工業(yè) 出版社 脈 沖倍 壓 式 充 電 電 路 的 仿 真 和 放 大 的 仿 真 波 形 圖 【 楊 景常 , 楊燕翔 , 楊 曉龍 , 等 采用 微 功耗控 制器 太 陽(yáng)能學(xué)報(bào) , , 結(jié)束 語(yǔ) 從 前 面 的理 論 分 析 和 仿 真結(jié) 果 可

17、 以 看 出 , 提 高太 陽(yáng) 能 光 伏 效 率 的 研 究 采用 , 脈 沖倍 壓 技術(shù) 對(duì) 蓄 電池 充 電 有 以 下 優(yōu) 點(diǎn) 可 以 在 不 損 失 太 陽(yáng) 能 轉(zhuǎn) 換 效 率 的前 提 下 實(shí) 現(xiàn) 延 長(zhǎng) 鉛 酸 蓄 電池 工 作 壽命 在 太 陽(yáng)能光伏 系統(tǒng) 中 。 夢(mèng) , 在 每天 清晨和傍 晚 , 太 陽(yáng) 能 電池 入 射 太 陽(yáng) 能 不 足 的 情 況 下 太 陽(yáng) 能 電池 。 輸 出 電壓 相 對(duì) 低 , 此 時(shí) 的 充 電過(guò) 程 是 停 止 的 , , 采用 , 腸 。, 戶 目 脈 沖 倍 壓 式 鉛 酸 蓄 電池 充 電方 法 后 利用 率進(jìn) 一 步得 到提高 。

18、經(jīng) 過(guò)倍壓 每 天 對(duì) 蓄 電池 充 電 的 有 效 時(shí) 間得 到 延 長(zhǎng) 使太 陽(yáng)能 的 一 助 在 太 陽(yáng) 能 光 伏 系統(tǒng) 中 增 加 脈 沖倍 壓 式 鉛 酸 山 , 。 蓄 電池 充 電 電 路 所 投 人 的成 本 很 低 , 但 它 延 長(zhǎng) 電池 。 工 作 壽 命 并 進(jìn) 一 步提 高 太 陽(yáng) 能 的 利 用 率 使 太 陽(yáng)能 收 稿 日期 一 一 上接第 頁(yè) 北京 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版社 , 不平衡度 為 左右 。 結(jié)束語(yǔ) 采用低通 濾 波 器 積分器 , 肋 加 上 比較 器 , 。 】盯 代 替 運(yùn) 放來(lái) 產(chǎn) 生 電 流 信 號(hào) 格 , 能 使 電路 工 作 十 分 穩(wěn) 定 。 這種新 的均 流 技 術(shù) 對(duì) 均 分 回 路 的增 益 要 求 不 很 嚴(yán) 因此 , 有 很 廣 的應(yīng) 用 前 景 參考文 獻(xiàn) 加。