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[發(fā)明專利]一種AUV智能充電裝置及充電方法有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201510874381.0 申請(qǐng)日: 2015-12-02
公開(公告)號(hào): CN105429257B 公開(公告)日: 2018-10-26
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 張國(guó)成;孫玉山;李岳明;吳海波;曾江峰;蔣龍杰;劉奕輝;李優(yōu)仁 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 哈爾濱工程大學(xué)
主分類號(hào): H02J7/04 分類號(hào): H02J7/04;H01M10/44
代理公司: 暫無(wú)信息 代理人: 暫無(wú)信息
地址: 150001 黑龍江省哈爾濱市南崗區(qū)*** 國(guó)省代碼: 黑龍江;23
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 auv 智能 充電 裝置 方法
【權(quán)利要求書】:

1.一種AUV智能充電裝置的充電方法,AUV智能充電裝置包括主電源模塊、電壓電流控制模塊、接口選擇模塊、輔助電源模塊、充電設(shè)置模塊、無(wú)線通訊模塊、智能控制器模塊和電壓電流溫度檢測(cè)模塊;主電源模塊輸出端與電壓電流控制模塊的電源輸入端連接,電壓電流控制模塊的輸出端與接口選擇模塊的電源輸入端連接;輔助電源模塊的輸出端與智能控制器模塊的電源輸入端連接,充電設(shè)置模塊和電壓電流溫度檢測(cè)模塊分別與智能控制器模塊的信號(hào)輸入端連接,智能控制器模塊的控制信號(hào)輸出端分別與電壓電流控制模塊和接口選擇模塊的控制信號(hào)輸入端連接;無(wú)線通訊模塊與智能控制器模塊通過(guò)TTL232連接;所述的主電源模塊采用變壓器和整流器將市電轉(zhuǎn)變成70VDC;電壓電流控制模塊包括降壓斬波變換器和大電流繼電器,電壓電流控制模塊的控制端采用PWM信號(hào);接口選擇模塊采用大功率單刀雙擲繼電器,輸出兩路電源,接口選擇模塊的控制端采用TTL電平信號(hào);輔助電源模塊將市電轉(zhuǎn)變成24VDC;充電設(shè)置模塊包括按鈕;無(wú)線通訊模塊用于與上位機(jī)的監(jiān)控端無(wú)線通訊;智能控制器模塊采用ARM單片機(jī),含有相關(guān)控制算法程序;電壓電流溫度檢測(cè)模塊采用采樣電阻獲得電壓、電流和溫度信息,送到智能控制器模塊;上位機(jī)是裝有監(jiān)控軟件的通用終端設(shè)備或?qū)S迷O(shè)備,通用終端設(shè)備包括電腦或手機(jī),其特征在于:包括以下步驟,

步驟一:將接口選擇模塊的輸出端與AUV電池組連接,AUV電池組的輸出端與電壓電流溫度檢測(cè)模塊連接;AUV電池組包括電池組1和電池組2

步驟二:無(wú)線通訊模塊與上位機(jī)建立無(wú)線連接;

步驟三:通過(guò)充電設(shè)置模塊或者上位機(jī)設(shè)置每個(gè)充電端口的最大充電電壓和電流;

步驟四:通過(guò)充電設(shè)置模塊或者上位機(jī)設(shè)置充電端口的上電順序以及AUV電池組的充電順序;

步驟五:通過(guò)充電設(shè)置模塊或者上位機(jī)發(fā)送開始充電指令;

步驟六:智能控制器模塊對(duì)電池組1進(jìn)行充電控制;

步驟七:在電池組1充電過(guò)程中判斷是否接收到來(lái)自充電設(shè)置模塊或者上位機(jī)發(fā)送的充電干預(yù)指令,如果是則進(jìn)行下一步,如果不是,進(jìn)行步驟十;

步驟八:根據(jù)接收的充電干預(yù)指令,修改充電參數(shù),如果充電干預(yù)指令為結(jié)束電池組1,則進(jìn)行下一步;如果充電干預(yù)指令不是結(jié)束電池組1,根據(jù)修改后的充電參數(shù),返回步驟六;

步驟九:判斷充電干預(yù)指令是否為切換到電池組2充電,如果是則轉(zhuǎn)入步驟十一,如果不是,則轉(zhuǎn)入步驟十五;

步驟十:判斷電池組1是否充電完成,如果是,則進(jìn)行下一步;如果不是,則返回步驟六;

步驟十一:智能控制器模塊對(duì)電池組2進(jìn)行充電控制;

步驟十二:在電池組2充電過(guò)程中,檢測(cè)是否收到來(lái)自充電設(shè)置模塊或者上位機(jī)發(fā)送的充電干預(yù)指令,如果是,進(jìn)行下一步,否則,轉(zhuǎn)入步驟十四;

步驟十三:接收充電干預(yù)指令,修改充電參數(shù),如果充電干預(yù)指令為結(jié)束電池組2充電,則進(jìn)行步驟十五;如果充電干預(yù)指令不是結(jié)束電池組2充電,則根據(jù)修改后的充電參數(shù),返回步驟十一;

步驟十四:判斷電池組2是否充電完成,如果充電完成,進(jìn)行下一步;否則,返回步驟十一;

步驟十五:發(fā)送充電結(jié)束指令,結(jié)束充電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AUV智能充電裝置的充電方法,其特征在于:所述的步驟六和步驟十一中充電控制的具體過(guò)程為:

(1)讀取充電參數(shù),包括:每個(gè)電池組的最大充電電壓、最大充電電流及電池組的充電順序;

(2)根據(jù)充電所確定的順序打開單刀雙擲繼電器連接電池組;

(3)讀取電池組電壓、電流及充電裝置內(nèi)的溫度;

(4)判斷是否出現(xiàn)故障,如果出現(xiàn)故障轉(zhuǎn)入步驟(6),如果沒(méi)有出現(xiàn)故障,進(jìn)行下一步;

(5)根據(jù)所設(shè)置的充電參數(shù)和實(shí)際的電池電壓和充電電流采用智能控制點(diǎn)算法計(jì)算充電控制所需的PWM信號(hào)的占空比,并輸出PWM信號(hào);

(6)記錄充電過(guò)程數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種AUV智能充電裝置的充電方法,其特征在于:所述的智能控制器模塊包含充電電壓控制回路和充電電流控制回路,輸出控制所需的PWM信號(hào),具體過(guò)程為:

a、輸入最大充電電壓Vmax(t)、當(dāng)前時(shí)刻電池電壓V(t)及上一時(shí)刻電壓的偏差值Ve(t-1),由Vmax-V計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的偏差值Ve(t),由Ve(t)和Ve(t-1)計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的偏差變化率Vee(t);

b、輸入Ve(t)和Vee(t)到充電電壓控制回路中的PD控制器,經(jīng)控制函數(shù)運(yùn)算輸出PWM信號(hào)的占空比的變化量a;

c、輸入最大充電電流Imax(t)、該時(shí)刻電池電流I(t)及上一時(shí)刻電流的偏差值Ie(t-1),由Imax-I計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的偏差值Ie(t),由Ie(t)和Ie(t-1)計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的偏差變化率Iee(t);

d、輸入Ie(t)和Iee(t)到充電電流控制回路的PD控制器,經(jīng)控制函數(shù)運(yùn)算輸出PWM信號(hào)的占空比的變化量b;

e、比較a和b,取二者最小值計(jì)算PWM信號(hào)的占空比,并輸出到降壓斬波變換器調(diào)節(jié)充電電壓和電流。

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