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基于三阶动态模型的铅酸蓄电池建模与仿真摘要基于铅酸蓄电池内部化学反应的非线性、复杂性和对环境的敏感性等特点, 通过对铅酸蓄电池各类等效模型的研究和分析，本文采用三阶动态等效模型对铅酸蓄电池建模,并用MATLAB/Simulink 软件进行仿真验证。
关键词：铅酸蓄电池三阶动态模型仿真1 研究背景和意义目前应用的电池类别较多，如镍氢电池、铅酸电池和燃料电池等。
此中，通用汽车铅酸电池，便宜、能量是温和、高速率放电机能好、高温和低温机能好、效率高的优势，因此广泛普遍用在军事等行业。
由于铅酸电池具备广泛的应用远景，有必要深入研究铅酸电池的工作机理，但电池内在的电化学过程对环境敏感和复杂的非线性过程，这个过程要用数模来描述。
电池模型更好地反映电池充电和放电的，模型不要太复杂，方便工程使用。
2 铅酸蓄电池基本特性2.1 铅酸蓄电池的原理铅酸蓄电池的电极是由铅及其氧化物构成，其电解液是硫酸溶液,是由正负极板、隔板、电池槽、电解液以及接线端子等部分构成。
铅酸蓄电池的工作原理比较简单，包括正负极和电解质，正极活性物用二氧化铅()，负极活性物用铅()，电解液是用硫酸（)。
如图1-1所示为蓄电池工作原理。
在铅酸蓄电池的放电反应中，因为蓄电池电势差，负极板的电子会经过负载进到正极板由此就成了电流，同样电池的内部也在进行化学反应。
在电场的作用下，电解液的硫酸根离子()移到电池的正极，氢离子()移到电池的负极，从而在蓄电池内部就成了电流，导电通路就此构成，蓄电池便接连向外部放电。
相对地，充电过程是放电过程的反向过程，充电过程可以还原放电过程中消耗的正负极活性物质。
图1-1 铅酸蓄电池的工作原理2.2 铅酸蓄电池的基本特性2.2.1 蓄电池内阻特性当电流流过电池的内部,因为有内部阻力，所以电池的工作电压就会大于或者小于开路电压。
电池内阻的不固定性，往往影响因素如温度、电解液的浓度。
从文献知，铅酸电池内部阻力可以分成三个部分：欧姆极化内阻、电化学极化电阻和浓差极化电阻。
潜艇电池的使用增加电池的贮电量意味着依靠电池功率进行水下航行的潜艇能有比较长的潜航时间。
目前有些潜艇电池的充电时间已经比较短，由于需要充电而带来的水面暴露率已大为减少。
潜艇电池现在采用的是已经成熟的铅酸电池技术。
其电池由单个电池块组合而成。
每块高约1米或1米以上，约750千克。
现代潜艇需要使用的电池多达480块，由两组各240块电池串接而成。
这就是说，电池的可靠性和制造上的一致性非常关键，一块电池损坏会影响整个电池组。
第一艘使用铅酸电池的潜艇是“荷兰 1”号潜艇。
该艇1901年下水，由60块铅酸电池驱动。
每块电池重413千克，装在衬铅的木盒中。
4小时放电的储电量为1940安时(4.7安时／千克)。
“荷兰 1”号潜艇于1913年沉没，1982年从埃丁斯通灯塔外的海底打捞出海。
其中有些电池为1908年安装。
经送至制造厂清洗、注入电解液和充电后，尽管它们淹没海底已69年，但仍能以20安放电1 5小时。
1910年左右出现了粉末氧化物(MilledOxide)。
利用粉末氧化物发展了涂浆正极板电池。
涂浆正极板电池于1914年开始在英国海军的E级潜艇上使用。
较之在“荷兰”级潜艇上使用的“灯线盒”正极板电池来说，其贮电量翻了一番。
早期的涂浆正极板电池装在乌木盒中，重约402千克，4小时放电的贮电量为3810安时(9.5安时／千克)。
在第一次世界大战中，英国潜艇使用氯化物公司的涂浆极板电池，每月平均航行10000海里，电池没有出现过任何事故。
20年代开始使用一种新型电池，即管形正极板电池。
英国潜艇在1921年至1943年间使用这种电池。
1943年，英国海军潜艇开始使用扁平涂浆正极板电池。
这种电池的贮电量当时为12 3安时／千克，而管形正极板电池的贮电量只为10安时／千克，贮电量提高了23％。
以后，英国海军和世界其它国家海军继续使用涂浆正极板电池。
这些电池在过去50年中证明极为可靠、有效。
有些电池的贮电量已经达到19安时／千克。
铅酸蓄电池最佳充电方法(总5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--铅酸蓄电池最佳充电方法上世纪60年代中期，美国科学家马斯对开口蓄电池的充电过程作了大量的试验研究，并提出了以最低出气率为前提的，蓄电池可接受的充电曲线，如图1所示。
实验表明，如果充电电流按这条曲线变化，就可以大大缩短充电时间，并且对电池的容量和寿命也没有影响。
原则上把这条曲线称为最佳充电曲线。
目录1原理简介蓄电池放电后，用直流电按与放电电流相反的方向通过蓄电池，使它恢复工作能力，这个过程称为蓄电池充电。
蓄电池充电时，电池正极与电源正极相联，电池负极与电源负极相联，充电电源电压必须高于电池的总电动势。
充电方式有恒电流充电和恒电压充电两种。
2详细内容蓄电池充电器原理蓄电池里面有大量的硫酸等可供电离的溶液，当插上电源，电流就通过里面的铅板（有些电池不是铅）电离溶液，这样就将电能转化为化学能；如果要使用，溶液就会转化为电能通过电极输送出去。
这是原理上的描述，事实上，真实的情况十分复杂，可参考相关专业书籍。
充电方法制度常规充电制度是依据1940年前国际公认的经验法则设计的。
其中最着名的就是“安培小时规则”：充电电流安培数，不应超过蓄电池待充电的安时数。
实际上，常规充电的速度被蓄电池在充电过程中的温升和气体的产生所限制。
这个现象对蓄电池充电所必须的最短时间具有重要意义。
恒流充电法恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法，保持充电电流强度不变的充电方法。
控制方法简单，但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的，到充电后期，充电电流多用于电解水，产生气体，使出气过甚，因此，常选用阶段充电法。
恒压充电法充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值，随着蓄电池端电压的逐渐升高，电流逐渐减少。
与恒流充电法相比，其充电过程更接近于最佳充电曲线。
用恒定电压快速充电，由于充电初期蓄电池电动势较低，充电电流很大，随着充电的进行，电流将逐渐减少，因此，只需简易控制系统。
