[發(fā)明專利]一種蓄電池充電電路自適應充電控制系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107546819A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 董寶磊;王霄;劉濤;張旭;李開宇;何小斌
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 朱成之

技術領域

本發(fā)明涉及空間能源管理技術領域，特別涉及一種蓄電池充電電路自適應充電控制系統(tǒng)及方法。

背景技術

作為航天器的核心組成部分，航天器能源系統(tǒng)主要任務是在飛行期間為航天器提供高品質、高可靠的連續(xù)電源，滿足各種飛行任務及載荷的功率需求。

傳統(tǒng)的空間蓄電池組充電調節(jié)器只針對固定電壓范圍的蓄電池組進行充電，不能為不同串數(shù)的蓄電池組充電。隨著航天技術的發(fā)展，載荷種類的增加，蓄電池電壓等級的不同，對自適應充電電路及其控制方法提出了更高的需求。

目前，空間常用的蓄電池組電壓等級包括1串鋰離子電池(3.0V～4.2V)，3串鋰離子電池(9.0V～12.6V)以及7串鋰離子電池(21.0V～29.4V)。如何實現(xiàn)為不同電壓等級的蓄電池組的自適應充電是一個亟待解決的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種蓄電池充電電路自適應充電控制系統(tǒng)及方法，解決航天領域傳統(tǒng)充電電路只能為單一蓄電池組充電的技術難題。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種蓄電池充電電路自適應充電控制系統(tǒng)，其特點是，包含：

輸出電壓采樣模塊，其輸入端連接于蓄電池充電電路的輸出端，用于根據(jù)蓄電池充電電壓U_o對應輸出一蓄電池充電電壓采樣值U_o'；

輸出電流采樣模塊，其輸入端連接于蓄電池充電電路的輸出端，用于根據(jù)蓄電池充電電流I_o對應輸出一蓄電池充電電流采樣值I_o'；

比較控制模塊，其輸入端連接于輸出電壓采樣模塊輸出端，用于根據(jù)得到的蓄電池充電電壓采樣值位于的不同的區(qū)間范圍，輸出對應的參考電壓；

恒壓環(huán)控制電路、恒流環(huán)控制電路，所述的恒壓環(huán)控制電路輸入端分別連接于比較控制電路輸出端及輸出電壓采樣模塊輸出端，所述的恒流環(huán)控制模塊輸入端連接于輸出電流采樣模塊輸出端；

取最小值模電路、驅動電路，所述的取最小值模電路輸入端連接于恒壓環(huán)控制電路和恒流環(huán)控制電路的輸出端，其輸出端通過驅動模塊連接蓄電池充電電路。

所述的比較控制模塊包含：若干組比較電路、分別連接于每個比較電路的開關管及取最大值電路；

所述的比較電路根據(jù)蓄電池充電電壓采樣值位于的對應的區(qū)間范圍，控制開關管閉合，所述的開關管的參考電壓通過取最大值電路輸出。

所述的蓄電池充電電壓采樣值U_o'小于恒壓環(huán)控制模塊的基準值U_ref時，所述的恒壓環(huán)控制電路工作并通過取最小值輸出，驅動電路控制蓄電池充電電路以恒定電流對蓄電池組充電。

所述的蓄電池充電電壓采樣值U_o'達到恒壓環(huán)控制模塊的基準值U_ref時，所述的恒流環(huán)控制電路工作并通過取最小值輸出，驅動電路控制蓄電池充電電路以恒定電壓對蓄電池組充電。

一種蓄電池充電電路自適應充電控制方法，其特點是，所述的方法包含：

根據(jù)蓄電池充電電壓U_o對應輸出一蓄電池充電電壓采樣值U_o'；

根據(jù)蓄電池充電電流I_o對應輸出一蓄電池充電電流采樣值I_o'；

根據(jù)得到的蓄電池充電電壓采樣值位于的不同的區(qū)間范圍，輸出對應的參考電壓；

選擇恒流充電模式或恒壓充電模式，對蓄電池組充電。

所述的根據(jù)得到的蓄電池充電電壓采樣值位于的不同的區(qū)間范圍，輸出對應的參考電壓包含：

比較電路根據(jù)蓄電池充電電壓采樣值位于的對應的區(qū)間范圍，控制開關管閉合，所述的開關管的參考電壓通過取最大值電路輸出。

所述的選擇對應的充電模式，對蓄電池組充電包含：

所述的蓄電池充電電流采樣值I_o'達到恒流環(huán)控制模塊的基準值I_ref時，所述的恒流環(huán)控制電路工作并通過取最小值輸出，驅動電路控制蓄電池充電電路以恒定電流對蓄電池組充電。

所述的蓄電池充電電壓采樣值U_o'達到恒壓環(huán)控制模塊的基準值U_ref時，所述的恒壓環(huán)控制電路工作并通過取最小值輸出，驅動電路控制蓄電池充電電路以恒定電壓對蓄電池組充電。

所述的方法還包含：

通過設置各個開關管的參考電壓，使得蓄電池組的最大充電電壓限制在預設值。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點：