طراحی و ساخت کنترل کننده هوشمند شارژ باتری های لیتیوم-یون با استفاده از تخمین حالت شارژ

در این پروژه از الگوریتمهای هوشمند نظیر شبکه های عصبی برای مدل سازی، فیلتر کالمن توسعه یافته برای تخمین حالت شارژ و نیز منطق فازی برای کنترل حالت شارژ باتری در محدوده مشخص استفاده می گردد، که در این صورت علاوه بر شارژ سریع باتری از فراشارژ شدن آن و درنتیجه صدمه زدن به باتری جلوگیری می گردد. گفتنی است که الگوریتمهای مورد استفاده نسبت به تغییر پارامترهای باتری مقاوم اند و لذا در تمام مدت کارکرد باتری تخمین خوب و کنترل مناسبی را انجام می دهند. برای پیاده سازی، ابتدا مدار واسطی طراحی شد که بتواند داده های موردنظر را با نرخ مطلوب نمونه برداری کند و از طریق درگاه پیاپی به رایانه بفرستد و نیز سیگنال کنترلی را که کنترل کننده فازی درون رایانه تولید می کند از همان درگاه دریافت و محقق نماید و به راه انداز شارژ باتری اعمال کند. نرم افزار به کار رفته برای پیاده سازی الگوریتمهای تخمین، کنترل فازی و نیز ارتباط با سخت افزار با استفاده از زبان برنامه نویسی visual c++ نوشته شده است. تمام آزمایشات عملی بر روی باتری لیتیوم- یون با ظرفیت نامی 5/1 آمپرساعت و ولتاژ نامی 7/3 ولت و شرایط دمایی آزمایشگاه انجام یافته است. دلیل استفاده از باتری لیتیوم- یون آن است که باتری مذکور یکی از متداول ترین باتری ها در کاربردهای صنعتی، مانند: خودروهای الکتریکی ترکیبی، نیروگاه های خورشیدی، زیردریایی ها و ماهواره ها است. نتایج عملی به دست آمده با استفاده از کنترل کننده هوشمند طراحی شده، با شارژکننده تجارتی موجود در بازار نیز مقایسه شده است و نتایج به دست آمده نشان می دهد که کنترل کننده هوشمند در مقایسه با شارژکننده تجارتی دارای سرعت شارژ بالا همراه با حفظ حالت شارژ مطلوب است.