一种新型无损快速智能充电器的设计

概要：当前的较慢充电器无法遵循蓄电池自身的特性展开较慢电池，导致析气多，温升大，延长电池的使用寿命。针对上述问题，创新性地明确提出应用于ANFIS对电池的可拒绝接受电流展开预测，确保电池在最佳电池速率下较慢可用电池。

详尽讲解以单片机XC164CM为核心，已完成新型较慢可用智能充电器的设计，具备电流检测和掌控等功能。样机测试表明，电池过程中析气较少，温升较低，电池效率高，解决问题了电池速率与电池寿命之间的对立。

　　根据马斯定理，对电池展开较慢可用电池，充电电流不应相等或相似于当前电池所能拒绝接受的电流大小，以确保析气率低于，增加较慢电池过程中对电池的伤害。近来，先进设备的智能控制技术被引进到较慢电池技术中，用作停车电池掌控或电池模式自由选择，提升控制精度和电池效率；但没考虑到电池自身的电池特性，缺少自适应能力，无法追踪电池电池特性的转变而动态调节充电电流，造成充电电流小于电池能拒绝接受的电流，导致温升过低对电池导致伤害。为此，必须设计一种新型的智能充电器，能对电池展开安全性、可用、较慢电池。　　深入研究较慢电池理论，从镍镉电池特性抵达，创新性地明确提出引进自适应模糊不清神经网络（ANFIS）对电池在有所不同荷电状态下的可拒绝接受电流展开预测，从而调整实际充电电流；同时，电池中重新加入胜脉冲去极化。

在此基础上，使用英飞凌公司的单片机XC164CM及外围模块电路明确提出一种新型的较慢可用智能充电器的设计方案。　　1镍镉电池电池过程特性研究　　单节镍镉电池的电池曲线如图1右图。

整个电池过程大体可分成4个阶段。▲图1镍镉电池电池特性曲线　　当电池的端电压高于1.2V超过A点时，应立即暂停静电，静电过浅将造成温升大。在电池过程中，主要的电池阶段是A-B段，整个电池70%以上的能量都在这个阶段充入，电压下降速率快。

同时，在A-B段电化学反应以一定的速率氧气，氧气又以某种程度的速率与氢气填充，所以，电池内部的温升和气体压力都较低。这段时间适合使用大电流较慢电池，但其充电电流必需大于电池的可拒绝接受电流，否则将产生大量析气，减少电池效率，温升过低，导致伤害电池。

而在B-C段电池的端电压下降迅速，这时电池内电阻减少，适合增大充电电流。在C-D段则转入停充阶段，留意及时展开停充检测并阶段展开，在O-A阶段使用小电流预充电；当超过A点时，转入较慢电池阶段，这里使用大电流脉冲智能电池；在B-C段小电流补足电池，最后到C-D段停充检测。　　2较慢可用电池策略　　文献中提及蓄电池可以非常简单的看做一个超大压容器，电池的电池过程就可以看做一个RC电路的电池过程，其时间常数密切相关了电池的高低，也就相等于马斯曲线中的波动比，则有=1/。

电池中电池的可拒绝接受电流的大小只与初始电流I0有关，当t=3后，电池的可拒绝接受充电电流大约为I0/20;当电池到t=5时，其时电池的可拒绝接受电流早已较小。　　由此，明确提出利用自适应模糊不清神经网络ANFIS预测电池的可拒绝接受电流。

在电池的较慢电池过程中，根据电池的荷电状态预测其可拒绝接受电流，确保充电电流合乎马斯的最佳电池曲线，析气率较低，对电池无伤害。ANFIS预测电池的可拒绝接受电流基本思想是：在电池过程中，动态检测电池的状态参数作为ANFIS预测模型的输出，通过模糊推理得出结论当前的可拒绝接受电流ick,当预测值ick与期望值icp的误差不满足要求时，自适应模糊不清控制器产生掌控号召，通过神经网络的自自学能力，自适应地修正说明了层的输入结果，改版各层之间的相连权值，优化模糊不清参数，新的计算出来输入结果，以后误差满足要求才输入预测结果，从而转变当前的充电电流，使实际的电池电一直迫近或相等可拒绝接受电流。同时，引进胜脉冲电池避免极化效应。

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