一种用于水下机器人蓄电池组均衡充电控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于水下机器人蓄电池组均衡充电系统和方法，交流电通过整流滤波电路与隔离式自动充电模块连接，将交流电转换为直流电；隔离式自动充电模块通过二极管与单体蓄电池连接，隔离式自动充电模块将输入直流电转换为单体电池充电所需电压，通过恒压限流的方式，自动完成为单体蓄电池充电的过程；均衡充电模块通过功率驱动电路与隔离式自动充电模块连接，均衡充电模块分别采集蓄电池电压、电流、温度以及内阻信息，并根据以上信息计算蓄电池的容量值，监控蓄电池充电过程，在充电完成后关闭该蓄电池的自动充电模块。本发明专利技术实现水下机器人的蓄电池组在充电过程中均衡充电，最大限度延长蓄电池组使用寿命，提高充电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于水下机器人蓄电池组均衡充电控制系统及方法
本专利技术涉及水下机器人蓄电池组充电控制领域，具体地说是一种用于水下机器人蓄电池组均衡充电控制系统及方法。
技术介绍
随着人们对海洋的探索日益频繁和迫切，水下机器人/潜水器作为一种重要的工具得到了大量的应用。同时对水下机器人/潜水器所携带的供电蓄电池提出了更高要求。大多水下机器人/潜水器所使用的二次电池均为铅酸电池，它具有电动势高、充放电可逆性好、使用温度范围广、原材料丰富及价格实惠等优点。但是，在日常使用过程中，由于充电不当等原因，铅酸电池的使用寿命往往远达不到其设计寿命。这不仅影响水下机器人/潜水器在水下作业时携带能源量，而且造成了极大的浪费。现有的水下机器人/潜水器大多不具有蓄电池组均衡充电控制的专门系统，这给水下机器人/潜水器蓄电池组合理利用带来诸多不便。
技术实现思路
针对以上所述水下机器人/潜水器的蓄电池组合理充电需求，设计开发相应的蓄电池组均衡充电控制系统，可以实现蓄电池组均衡充电，延长蓄电池组使用寿命，充分利用能源，有效降低能源损耗。本专利技术提供一种可实现水下机器人蓄电池组充电过程均衡控制的系统及方法。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：用于水下机器人蓄电池组均衡充电控制系统，包括220V交流电通过整流滤波电路与隔离式自动充电模块连接，将交流电转换为直流电；隔离式自动充电模块通过二极管与单体蓄电池连接，将输入直流电转换为单体蓄电池充电所需电压，为单体蓄电池充电；其特征在于，均衡充电模块通过功率驱动电路与隔离式自动充电模块连接，采集蓄电池信息，监控蓄电池充电过程。所述均衡充电模块包括电压采集电路一端连接蓄电池，另一端连接AD转换电路，采集单体蓄电池电压信息，并转换为AD转换电路可接受的模拟量后输入到AD转换电路；电流采集电路一端连接蓄电池，另一端连接AD转换电路，采集单体蓄电池电流信息，并转换为AD转换电路可接受的模拟量后输入到AD转换电路；内阻采集电路一端连接蓄电池，另一端连接AD转换电路，采集单体蓄电池内阻信息，并转换为AD转换电路可接受的模拟量后输入到AD转换电路；温度采集电路一端连接蓄电池，另一端连接AD转换电路，采集单体蓄电池温度信息，并转换为AD转换电路可接受的模拟量后输入到AD转换电路AD转换电路与嵌入式微处理器连接，将蓄电池电压、电流、内阻、温度信息由模拟量转换为数字量后输入给嵌入式微处理器；嵌入式微处理器与功率驱动电路连接，对控制隔离式自动充电模块进行控制；电源变换电路与蓄电池及嵌入式微处理器、AD转换电路连接，将蓄电池提供电压转换为系统所需电压。所述蓄电池信息包括单体蓄电池电压信息、单体蓄电池电流信息、单体蓄电池内阻信息以及单体蓄电池温度信息。包括以下步骤：步骤1：充电开始，隔离式自动充电模块通过整流滤波电路为单体蓄电池进行充电；步骤2：实时采集单体蓄电池的电压、电流、内阻及温度信息，计算该单体蓄电池容量值；步骤3：判断如果单体蓄电池容量值达到预设的该单体蓄电池满电容量，则通过功率驱动电路控制隔离式自动充电模块，切断该单体蓄电池的充电过程；否则返回步骤2。本专利技术具有以下有益效果及优点：1.本专利技术使用可靠，可延长蓄电池组使用寿命、提高使用效率；2.本专利技术应用范围广，本专利技术不仅可用于水下机器人所用蓄电池均衡充电，还可用于其他应用蓄电池的领域；附图说明图1是本专利技术总体结构框图；图2是本专利技术均衡充电模块内部结构图；图3是本专利技术控制程序流程图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。220V交流电通过整流滤波电路与隔离式自动充电模块连接，将交流电转换为直流电；隔离式自动充电模块通过二极管与单体蓄电池连接，隔离式自动充电模块将输入直流电转换为单体电池充电所需电压，通过恒压限流的方式，自动完成为单体蓄电池充电的过程；均衡充电模块通过功率驱动电路与隔离式自动充电模块连接，均衡充电模块分别采集蓄电池电压、电流、温度以及内阻信息，通过计算蓄电池的容量值监控蓄电池充电过程，在充电完成后关闭该蓄电池的充电模块。均衡充电模块包括：电压采集电路、电流采集电路、内阻采集电路、温度采集电路与蓄电池及AD转换电路连接，四者分别将单体蓄电池电压、电流、内阻、温度信息变换为AD转换电路可接受的模拟量后输入到AD转换电路；AD转换电路与嵌入式微处理器连接，将蓄电池电压、电流、内阻、温度信息由模拟量转换为数字量后输入给嵌入式微处理器；嵌入式微处理器与功率驱动电路连接，实现对隔离式自动充电模块的控制；隔离式充电模块与功率驱动电路及蓄电池连接，实现对蓄电池充电过程控制；电源变换电路与蓄电池及嵌入式微处理器、AD转换电路连接，将蓄电池提供电压转换为系统所需电压。一种用于水下机器人/潜水器蓄电池均衡充电控制方法，隔离式自动充电模块通过整流滤波电路为单体蓄电池进行充电；充电过程中，嵌入式微处理器通过电压、电流、内阻、温度采集电路采集电池组的电压、电流、内阻及温度信息，并实时计算该单体蓄电池容量值。当计算得到蓄电池容量值达到之前设定的该单体蓄电池满电容量时，通过功率驱动电路控制隔离式自动充电模块，从而切断该单体蓄电池的充电过程，从而达到整个蓄电池组的均衡充电过程。每个单体蓄电池配备一套本专利技术所述均衡充电系统，以达到整个蓄电池组的均衡充电。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水下机器人蓄电池组均衡充电控制系统，包括220V交流电通过整流滤波电路与隔离式自动充电模块连接，将交流电转换为直流电；隔离式自动充电模块通过二极管与单体蓄电池连接，将输入直流电转换为单体蓄电池充电所需电压，为单体蓄电池充电；其特征在于，均衡充电模块通过功率驱动电路与隔离式自动充电模块连接，采集蓄电池信息，监控蓄电池充电过程。

【技术特征摘要】
1.一种用于水下机器人蓄电池组均衡充电控制系统，包括220V交流电通过整流滤波电路与隔离式自动充电模块连接，将交流电转换为直流电；隔离式自动充电模块通过二极管与单体蓄电池连接，将输入直流电转换为单体蓄电池充电所需电压，为单体蓄电池充电；其特征在于，均衡充电模块通过功率驱动电路与隔离式自动充电模块连接，采集蓄电池信息，监控蓄电池充电过程。2.根据权利要求1所述的用于水下机器人蓄电池组均衡充电控制系统，其特征在于，所述均衡充电模块包括电压采集电路一端连接蓄电池，另一端连接AD转换电路，采集单体蓄电池电压信息，并转换为AD转换电路可接受的模拟量后输入到AD转换电路；电流采集电路一端连接蓄电池，另一端连接AD转换电路，采集单体蓄电池电流信息，并转换为AD转换电路可接受的模拟量后输入到AD转换电路；内阻采集电路一端连接蓄电池，另一端连接AD转换电路，采集单体蓄电池内阻信息，并转换为AD转换电路可接受的模拟量后输入到AD转换电路；温度采集电路一端连接蓄电池，另一端连接AD转换电路，采集单体蓄电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：李吉旭，许以军，刘铁军，石凯，朱宝彤，马振波，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21