[發(fā)明專利]一種多功能鉛酸蓄電池智能維護(hù)裝置及容量預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110231278.6
• 申請日: 2011-08-12
• 公開（公告）號: CN102324582A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹龍漢;汪帆;李建勇;李銳
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶東電通信技術(shù)有限公司;中國人民解放軍重慶通信學(xué)院
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H01M10/48;G01R31/36
• 代理公司: 重慶市恒信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

1.一種多功能鉛酸蓄電池智能維護(hù)裝置，其特征在于：包括充電單元（1）、主控模塊（2）、放電單元（3）和測量控制電路（4），其中：

所述充電單元（1）中的開關(guān)電源模塊（1.2）的輸入端與主控模塊（2）中的DAC充電控制單元（2.4）連接；

所述測量控制電路（4）包括輸出切換開關(guān)A（4.1）、電池電壓檢測電池反接檢測（4.2）、輸出切換開關(guān)B（4.3）、電流檢測（4.4）和溫度檢測（4.5）,所述電池電壓檢測電池反接檢測（4.2）輸入端連接蓄電池的正負(fù)兩極，輸出端連接主控模塊（2）中的ADC測量單元（2.7）的輸入端；電流檢測（4.4）采集蓄電池的電流信號后，輸入所述ADC測量單元（2.7）的輸入端；溫度檢測（4.5）采集放電單元（3）中的PTC模塊（3.3）的溫度后，輸入所述ADC測量單元（2.7）的輸入端；所述輸出切換開關(guān)A（4.1）一端與蓄電池的正負(fù)兩極連接，另一端與所述開關(guān)電源模塊（1.2）連接；所述輸出切換開關(guān)B（4.3）一端與蓄電池的正負(fù)兩極連接，另一端與所述PTC模塊（3.3）連接；

所述主控模塊（2）中的I/O接口（2.5）分別與放電單元（3）中的散熱風(fēng)機(jī)（3.4）、所述開關(guān)電源模塊（1.2）、所述輸出切換開關(guān)A（4.1）和輸出切換開關(guān)B（4.3）相連接；

所述電流檢測（4.4）實(shí)時(shí)檢測蓄電池的放電電流????????????????????????????????????????????????，經(jīng)所述主控模塊（2）中的單片機(jī)（2.1）的蓄電池容量預(yù)測運(yùn)算分析，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)PWM隔離輸出單元（2.6）輸出的PWM信號的占空比，經(jīng)PTC驅(qū)動(dòng)模塊（3.1）驅(qū)動(dòng)后通過功率開關(guān)（3.2）控制PTC模塊（3.3）完成恒流放電;

所述單片機(jī)（2.1）的蓄電池容量預(yù)測運(yùn)算分析包括的內(nèi)容如下：

（1）BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建立

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為三層：輸入層、隱含層和輸出層，輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)為2個(gè)：蓄電池的放電電流和蓄電池端電壓；隱含層數(shù)為1，包含6個(gè)隱層單元；輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)為1個(gè)：蓄電池的剩余容量；隱層節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)均采用Sigmoid函數(shù)作為激勵(lì)函數(shù)，網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練算法采用動(dòng)量梯度下降反向傳播算法；

（2）采用遺傳退火算法優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)權(quán)值

a）初始化種群及網(wǎng)絡(luò)的基本運(yùn)算參數(shù)包括：種群規(guī)模、進(jìn)化最大代數(shù)、交叉概率、退火初始溫度、溫度衰減函數(shù)和MapkoB鏈長；

b）計(jì)算評價(jià)各個(gè)體的適應(yīng)度；

c）判斷是否滿足優(yōu)化準(zhǔn)則，若滿足則進(jìn)入步驟（3），否則繼續(xù)下一步；

d）采用相應(yīng)的遺傳操作算子進(jìn)行選擇、交叉和變異操作；

e）進(jìn)行退火優(yōu)化，然后返回步驟b）繼續(xù)循環(huán)；

（3）采集數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練

當(dāng)完成步驟（2）后，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學(xué)習(xí)性質(zhì)，將采集到蓄電池的放電電流和蓄電池端電壓應(yīng)用到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練中，訓(xùn)練過程如下：

f）設(shè)置網(wǎng)絡(luò)的最大訓(xùn)練次數(shù)和最小誤差；

g）將蓄電池的放電電流和蓄電池端電壓作為網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本，輸入網(wǎng)絡(luò)采用動(dòng)量梯度下降反向傳播算法進(jìn)行訓(xùn)練，直到小于等于最小誤差或達(dá)到最大訓(xùn)練次數(shù)為止；

h）完成訓(xùn)練后輸出蓄電池的剩余容量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多功能鉛酸蓄電池智能維護(hù)裝置，其特征在于：所述充電單元（1）包括輸入整流濾波電路（1.1）和開關(guān)電源模塊（1.2），輸入整流濾波電路（1.1）與開關(guān)電源模塊（1.2）連接；

所述主控模塊（2）包括單片機(jī)（2.1）、人機(jī)界面（2.2）、通信接口（2.3）、DAC充電控制單元（2.4）、I/O接口（2.5）、PWM隔離輸出單元（2.6）和ADC測量單元（2.7），單片機(jī)（2.1）分別與人機(jī)界面（2.2）、通信接口（2.3）、DAC充電控制單元（2.4）、I/O接口（2.5）、PWM隔離輸出單元（2.6）和ADC測量單元（2.7）連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多功能鉛酸蓄電池智能維護(hù)裝置，其特征在于：所述PTC模塊（3.3）由若干片PTC熱敏電阻并聯(lián)構(gòu)成。