铅酸蓄电池由于其技术成熟、性价比高及原材料丰富等特点,在动力电池市场占据主导地位。然而,不合理的充电方式导致了铅酸蓄电池性能降低和容量下降,缩短了蓄电池使用寿命,使得蓄电池过早报废,从而严重浪费了资源。作为影响铅酸蓄电池性能和使用寿命的关键因素,充电技术在理论和技术上还需进一步发展。因此,对具有高效、安全、可靠的铅酸蓄电池智能充电技术的研究具有十分重要的理论意义和工程应用价值。基于以上分析,通过对铅酸蓄电池电化学工作机理、充电方法研究现状、电池荷电状态(State of Charge,SOC)以及智能控制技术等内容的深入研究,提出了一种基于模糊PID控制和荷电状态跟踪的智能充电策略。论文的主要工作及成果如下:1.SOC是电池管理系统的关键参数之一,可以利用其对充放电过程进行监控,以防止蓄电池过度充、放电等问题的发生,延长蓄电池的使用寿命。在综合考虑模型准确性及算法快速性的基础上,建立了蓄电池双极化等效电路模型,利用混合动力脉冲性能测试实验对模型参数进行了辨识,并验证了模型的精确性。针对传统卡尔曼滤波算法估计SOC值存在误差大,不稳定的问题,提出了一种基于无迹卡尔曼滤波算法的蓄电池SOC估计策略对电池SOC进行在线实时估计,仿真和对比实验结果表明,该方法具有较好的SOC精度和稳定性。2.考虑到铅酸蓄电池充电控制系统具有非线性、多变量、时变等特点,提出利用模糊PID控制对充电电压、电流进行实时调整,使电池始终处在最佳充电状态。利用Matlab/Simulink进行对充电系统建模仿真,通过对比PID和模糊PID的充电控制效果,证明了基于模糊PID控制的充电系统响应速度更快,精度更高,鲁棒性更好。3.针对现有充电方法存在充电效率低、充电质量差等问题,本文基于马斯定律,提出了四段式智能快速充电策略,并通过大量实验对充电模式和充电参数进行了确定,充电过程中将电池荷电状态SOC作为充电阶段转换的标志,相比用电池端电压作为转换标志更可靠。4.根据本文提出的智能快速充电策略,对充电系统的硬件电路和软件程序分别进行了设计与测试。最后通过设计对比充电实验,与传统充电方法进行比较,验证了本文提出的智能充电策略的有效性以及充电系统的可靠性,提高了充电效率和充电质量,基本实现了高效、快速、无损的充电目标。