太阳能手机电池充电器英文翻译（doc X页）

太阳能手机电池充电器英文翻译（doc X页） 2014届 译文:关于通过压力控制方法实现的太阳能光伏系统 充电特性的实验研究 学生姓名 蔡芳荣 学 号 10104201 院 系 数理信息学院 专 业 电子信息工程 指导教师 余亚东 完成日期 2013年11月25日 原文出处:experimental reseach on charging characteresticts of a solar photovoltaic system by pressure-control method.zhejiang univ-sci A(appl phys&Eng) 2011.12(6):470-474 中国浙江大学学报A(应用物理科学与工程) ISSN 1673-565X(打印)，ISSN 1862年至1775年(在线) www.zju.edu.cn / jzus; www.springerlink.com 电子邮箱:jzus@zju.edu.cn 关于通过压力控制方法实现的太阳能光伏系 统充电特性的实验研究 朱桦，徐张路，曹梓娟 中国热科学与动力系统研究所，浙江大学，杭州310027) 电子邮箱:zhuhua@zju.edu.cn 2010年7月13日，2010年12月27日修订，2011年4月11日交叉检查 摘要:本文通过压力控制方法对由太阳能驱动的阀控铅酸(VRLA)电池的充电特性进行了实验研究。 本研究的目的是，提高充电效率，并提高充电质量以延长电池的寿命。 在充 ?小时VRLA电池已经在一个独立的光伏(PV)系统模式下经过了测电过程中一12 V 12A 试。 结果表明，压力控制方法可以有效地控制光伏阀控式密封铅酸蓄电池的充电，通过光伏电池最大功率点跟踪(M)做出最好的光伏电池。通过内部压力控制的阀控式密封铅酸蓄电池可避免过量氧积累造成的阀控式密封铅酸蓄电池的损伤。 太阳辐射强度，充电电源，电池的内压，并在充电过程中充电电流和电压的参数都有被测量和分析。 关键词:太阳能光伏(PV)系统，充电特性，压力控制方法 DOI:10.1631/jzus.A1000335 文献标识码:A 中图分类号:TK1; TK02 1引言 能源需求不断增加，迫使我们开发可再生清洁能源的新技术如太阳能。因为太阳光线的间歇性和不稳定性，能量存储对独立的太阳能光伏(PV)系统是很必要的。这样的系统中获益主要取决于充电的方法以及电池的寿命。最近，对电池充电控制器的研究主要专注于电控制方法和压力控制方法。 两种不同类型的关于对于光伏开发系统或风力涡轮发电机的阀控铅酸(VRLA)电池的电池充电控制器正在被研究(山崎村本，1998年，费尔南德斯 等人。 2001)。通过使用电路模拟器的电路模拟荡器的PSPICE，罗斯和Markvart(2000)提出了关于研究充电控制器对独立光伏系统表现的影响的电池模型。高(2008)介绍了一种在最佳状态下能使太阳能电池的输出电压稳定并稳步保持充电电流的开关电路。米什拉 等人 (1995)提出了一种光伏系统的理论模型并分析温度，电池电压，电压降对光伏电池上的充电电流的影响。马哈茂德 (2006)通过用光伏电池进行电容充电的等效电路的瞬态分析研究了电流与电压特性。Sun 等人(2009)和Zheng 等人(2008)通过对最大功率点跟踪(MPPT)使用扰动观察法和通过软件实施充电策略出效率很高的太阳能电池充电器。侯赛因等人(2009)提出了一种新的有效的关于镍镉电池，镍氢电池，铅酸电池和锂离子电池在户外 条件下功率可变的电流模式和电压模式的太阳能电池充电算法。Zhou 等人(2009)开发和模拟一个简单的关于电池充电和放电的太阳能光伏系统的保护。Huang 等(2009)提出了一个用模糊逻辑控制方法的智能型充电系统，提高了充电的效率，抑制不正常的电池温度上升，延长电池的寿命，并降低使用的浪费。Huang 等 (2010) 在比例加积分(PI)算法的基础上使用脉冲调制(PWM)的充电技术开发了充电控制系统，它可以抑制0.1 V以内电池电压过冲，并且能够增加78,的充电的能量。吉布森和Kelly(2010)为磷酸铁型锂离子电池在自我调节的设计和MPPT的太阳能充电系统做了测试 。 在电池充电效率接近100,时整个系统的转换效率达到14.5,。 基于电控方法的光伏系统充电控制器，已被广泛研究和改进。 电动充电的方法，一种在电池充电和放电过程中调节和限制电流和电压的方法，确实有许多优点，如成本低，体积小， 效率高。然而，它不能完全解决在过度充电过程中的电池引起过多的气体产生的扩张问题，并且热故障在电池充电过程中仍然存在。朱 等人。(2009年)和谭(2010)研究如阀控式密封铅酸蓄电池的电池，这些电池在压力控制方法下广泛在电信业，电气领域和交通系统使用。提出的压力控制方法的徐 等人(1999)通过监测内压的变化控制在氧循环理论基础上的充电过程可以有效解决散热故障。在阀控式密封铅酸蓄电池的充电过程中，内部氧循环反应可能会提高电解液温度，减少的内电阻，并提高充电电流。如此恶性循环会导致热失控，并最终破坏电池，尤其是在高温环境下。 本文有对由基于压力控制方法的光伏发电系统驱动的电池充电特性进行实验研究。几个在充电过程中的参数包括太阳能辐射强度，充电电流，电压和功率都有被研究。本研究主要针对两个方面:增加充电效率以使大部分太阳能得到利用，提高充电质量以延长电池的寿命。 2实验 如图所示的实验系统。 1。该系统由太阳能接收器，控制器，充电系统，以及数据采集和处理系统。该装置对各种参数，如温度，电压，电流，和辐射强度进行了测定。在四个温度测量点中，3个T型热电偶被安置在对角线上的太阳能模块上，而另一个是在电池侧面。环境温度也同时被测量。霍尔电压传感器和电流传感器被用于测量电池的充电电压和电流。所有的测量数据传送到电脑上 ADAM5000系列数据采集模块。 一 12 V 12 A?H阀控式密封铅酸蓄电池由模块型号为CHSM-050M的太阳能光伏受体驱动，工作在环境温度为15-25?。 T0 ，T1 ，T2 ，T3 :温度控制开关; V:电压控制开关; A:电流控制开关; P:压力 控制开关 压力控制器由一个信号关口和一个带有可调节的电连接点的腔室金属膜片组成。该压力控制开关P通过一个短管被链接到阀控铅酸电池的顶部。当由于未被吸收的氧气的积累, VRLA电池的内压增加，并且充电过程结束时达到一个阈值，压力控制开关P将被激活。一收到控制开关P信号，控制模块就使充电电流和电压降低 ，并且电池随后转向 一个浮动的充电过程。电池压力也缓慢下降到一个安全范围，避免热失控和破坏电池。 3结果与讨论 3.1在充电过程中的电池的内压 压力控制单元的阈值根据电池内在的耐受程度设定在0.02 MPa ，这数值将由于在充电或过充电过程中未吸收的氧积累而增加。充电过程结束时的3个电池内压曲线都显示在 图 2，对应于环境温度的 15?C，20?C，和25?C。 可以观察到内在压力在充电期间的很长一段时间保持在0.005兆帕 。 当充电过程结束时电池的内压力在25分钟内明显增加，这意味着充电已接近完成，压力控制器将在阈值 0.02兆帕时响应。内在压力越来越大的原因是:由在阳极产生的内部氧气积累在充电完成时不能被阴极完全吸收以及电流超过电池的最大承受。压力控制开关的动作后，充电电流和电压的电池迅速减少并且充电电流因为充电的浮动保持在一个小值。 3.2充电电流和电压 太阳辐射强度，充电电流，电压和阀控式密封铅酸蓄电池的功率都在 图3 显示。使用真实阳光610分钟对电池进行连续充电，从起点A到结束点E，充电期间，压力控制开关P在点B和D被激活两次。AB阶段显示了主要充电过程，包含74.9,的充电容量。BE阶段是在浮动充电过程。在P开关的第一个动作(在图3的B点)后，充电电流从1.3降低到0.57 A，而充电电压从15.6变到13.6 V。第二个动作后(图中D点)，充电电流从0.38降到0.24 A，充电电压从16 至15.65 V 。浮动充电过程中充电功率低至大约为5 W(如图4所示)。充电量迅速增加至容量的88.6,，但到B点后增量在79分钟里只增长了4.59,。 (a) 充电功率(P)和太阳辐射强度(G);(b)充电电压(U)和电流(I) 由此可以推断，在浮动充电过程中，当电池的充电电力随着充电电流改变时，电池受到了压力控制开关良好的保护，并且不受太阳辐射强度的影响。 3.3最大功率点跟踪和充电效率 有许多带有简单结构和高性能的MPPT方法，如扰动，观察或电导增量。本文中使用的MPPT方法也并不复杂。在实验中，MPPT的核心部件只是一个压力传感器和两个电流和电压传感器。当电池的内压传入压力传感器并达到预设值时，压力控制开关就将开始工作，同时控制模块将实现最大功率点跟踪。根据太阳能电池模块的制造商提供的峰值参数，如电压 V mp.stc 和电流 I mp.stc 在辐射强度Gstc为 1KW/m2 和电池温度为25?标准条件下 ，在任何光强度 G和太阳能电池的温度下的电流和电压的特性参数，如Vmp 和 ImpV 可通过由Singer 等人 (1984年)所提出的相关性计算得出，如下: Imp=Imp.stc(1+aΔT)G/Gstc, Vmp=Vmp.stc(1-cΔT)ln(e+bΔG), Pmp=ImpVmp, 其中 a = 0.0025 /?C; B = 0.5，C = 0.00288 /?C; e是的自然对数的底，e = 2.7183; ΔG是标准辐射强度(1KW/m2 ) 和实际的光强度之间的差值; ΔT是标准温度(25?)与实际太阳能电池温度的差值，Pmp是太阳能模块的输出。图5a中的曲线ABCDE是在实验中的电池的充电过程。光伏组件的峰值功率与太阳辐射强度变化的理论曲线，可从上面的方程式得到(图5b)。AB是主要的充电阶段，占了约74.9,的充电状态(SOC), 在所有充电时间中其充电功率接近最大功率。经过BC阶段一段时间的慢速充电，91.1,SOC被维持。在BC阶段的充电速率放缓的原因是在最后的充电过程中电池的充电能力的下降。压力控制器在点C处被激活并且充电功率下降到D点之后。所以，在DE阶段充电功率很低，大约只有约5瓦，电池处于浮动充电过程。 在图5b中可以看出，理论曲线与实验数据相对误差约为4,，这表明压力控制器在90,的充电时间里可以跟好地踪最大功率点并使太阳能电池得到有效利用。实验中，对在不同的太阳能电池温度下(20至34?C)，压力控 制方法和电控控制方法在控制器被激活之前实现的电池的充电电量进行了比较。如表1中所示， 利用压力控制方法实现的充电功率是电控的方法的约3.5,-25,以上，达到最佳的充电效果时的太阳能电池的温度为25?。 (a)电池在充电过程中的实验;(b)比较实验数据和理论结果 4结论 本文通过压力控制方法研究和分析了由太阳能驱动的电池的充电特性。结果显示:压力控制方法可以有效地控制电阀控式密封铅酸蓄电池的光伏充电及防止电池的热衰竭。压力控制器能够控制VRLA电池的内压在安全的压力范围内，以避免电池由于过充电损坏或由于过多的氧积累而爆炸以延长电池的使用寿命。通过MPPT，电池的电流-电压特性和光伏模块得到很好的配合，最大限度地利用了太阳能光伏电池。 .