[發(fā)明專利]一種AUV智能充電裝置及充電方法

有效

• 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

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。