太阳能发电用的锂电池恒流恒压充电控制方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳能发电用的锂电池恒流恒压充电控制方法，包括：步骤101、将BEA信号初始化至C；步骤102、采集方阵电流、负载电流、以及放电电流；当方阵电流大于负载电流时，则太阳能发电处于光照期，进而执行步骤1021；当方阵电流不大于负载电流、且放电电流大于2A时，太阳能发电处于地影期，进而执行步骤1022；步骤1021、首先采用恒流充电的方式对锂电池进行充电，当锂电池的电压达到恒压充电阈值时，然后每隔时间t后将BEA信号递减Δc；最后根据BEA信号对锂电池的充电电流进行控制；步骤1022、每隔时间t后将BEA信号递减Δc；然后根据BEA信号对锂电池的充电电流进行控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池
，特别是涉及一种太阳能发电用的锂电池恒流恒压充电控制方法。
技术介绍
在我国，锂离子电池组及其控制、管理系统已成为当前的研究热点。锂离子电池代表了储能设备的发展方向，它具有轻重量、体积小、无记忆效应、适应温度范围广等优点，是主流应用的镉镍、氢镍电池的替代产品。在采用镉镍、氢镍电池的电能存储系统中，基本上都采用恒流充电方式。由于锂电池的过充电和过放电具有潜在的危险，因此，结合锂离子电池特性选择一种合适、高效的充电方式，能够使蓄电池具备稳定、良好的工作状态，从而确保电能存储系统安全可靠地工作。从锂离子电池多年发展来看，恒流恒压充电控制是最普遍、最适合采用的充电控制方式。目前，应用于电能存储系统的锂离子电池恒流恒压充电装置多采用硬件恒流恒压控制方法，或是软件控制恒流恒压充电与硬件恒流恒压控制方法二者互为备份。其中，软件控制方式多采用采集反馈电流大小和蓄电池单体电压情况，调整充电电流大小的方法实现恒流恒压充电。但是，电池电压的变化是缓慢的过程，而且锂离子电池禁止过充过放，所以，在调整充电电流之后，需要给蓄电池充分的时间，待其电压稳定后，再根据系统当前状态继续调整充电电流。以上描述的软件控制蓄电池恒流恒压充电的方法需要通过状态机来实现，状态机思想在蓄电池充电控制上的应用更能契合锂离子蓄电池特性。结合电池缓慢变化的特性，以及锂电池禁止过充过放的特点，国内正在逐步开展的软件控制锂电池充电方面的研究较少强调软件架构和思路与电池特性匹配之间的重要性。国内关于蓄电池的软件控制算法方面的研究逐渐趋于完善，但是关于控制的可靠性方面的研究并不多见。可靠性更是不容忽视的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种太阳能发电用的锂电池恒流恒压充电控制方法。该太阳能发电用的锂电池恒流恒压充电控制方法以状态机原理为基础，提高控制过程的积极性。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种太阳能发电用的锂电池恒流恒压充电控制方法，至少包括如下步骤：步骤101、将BEA信号初始化至C；其中：C为一个常数；步骤102、采集方阵电流、负载电流、以及放电电流；当方阵电流大于负载电流时，则太阳能发电处于光照期，进而执行步骤1021；当方阵电流不大于负载电流、且放电电流大于2A时，太阳能发电处于地影期，进而执行步骤1022；步骤1021、首先采用恒流充电的方式对锂电池进行充电，当锂电池的电压达到恒压充电阈值时，然后每隔时间t后将BEA信号递减Δc；其中：Δc为递减常数；且n×Δc＝C；其中：n为大于2的自然数；最后根据BEA信号对锂电池的充电电流进行控制；步骤1022、每隔时间t后将BEA信号递减Δc；其中：Δc为递减常数；且n×Δc＝C；其中：n为大于2的自然数；然后根据BEA信号对锂电池的充电电流进行控制。进一步：所述C＝0.8V。更进一步：所述n＝4。更进一步：所述ΔC＝0.2V。更进一步：所述恒压充电阈值为35.5V。更进一步：所述时间t为5分钟。本专利技术具有的优点和积极效果是：1、本专利技术将状态机思想应用在锂电池恒流恒压充电的控制方法中。不仅提高了锂电池的利用效率，而且增加了电子系统的可靠性。2、本专利技术提供了一种电源下位机的解决方案，所涉及的以DSP为核心的数字平台系统具备数据采集和处理、模拟量输出、指令输出等功能；同时介绍了锂离子蓄电池恒流恒压充电的控制方法在下位机软件中是如何实现的。本领域的技术人员可以根据本专利阐述的内容，搭建类似的数字平台，并且掌握和充电相关的控制算法在电源下位机的实现方法和过程。3、本专利技术涉及的数字平台系统的主芯片TMS320F2812运行速度快，集成度高，是一款适用于工业控制的CPU。结合锂离子电池严禁过充电的特点，本专利技术涉及的以DSP为核心的数字平台系统可以快速捕捉到蓄电池电压和相关参数的变化，为电源系统的实时控制提供了有力保障。4、本专利技术阐述的软件控制充电方法中涉及的状态机思想广泛适用于任何使用锂电池作为储能电源的电子系统场合，结合锂电池性价比高的特点，本专利技术拥有广阔的应用前景。附图说明：图1为本专利技术采用的以DSP为主芯片的控制系统框图。图2是在BEA控制下充电过程的曲线。图3是恒流恒压充电方法软件流程图。图4是BEA信号的状态变化图。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：本专利技术以卫星电源系统的蓄电池恒流恒压充电为例，需要强调的是，本专利技术涉及的控制充电的方法绝不仅限于卫星电子系统，广泛适用于任何使用锂电池作为储能电源的电子系统场合。本专利技术的具体
技术实现思路
是：硬件部分，请参阅图1，电源系统由三结砷化镓太阳电池阵、锂离子蓄电池组、电源控制器三部分组成。系统拓扑结构采用充放电、分流一体化的BCDSR系统拓扑结构，主要包括蓄电池充电控制、蓄电池放电调节以及太阳电池阵分流调节等功能。BCDSR模块在蓄电池误差放大器、母线误差放大器和模块控制单元的控制下，实现对太阳电池电流的分流、蓄电池的充放电自动控制。针对锂离子蓄电池的充电特点，需要在传统充电设置电路的基础上增加电池误差放大器电路(BEA)，以实现硬件控制的限流-恒压控制充电方式。BEA形成蓄电池充电电流和充电电压进行调节控制信号。电池误差放大器电路(BEA)主要包括三个通路，一个是母线调压控制通路，一个是恒压控制通路，另一个是恒流控制通路，输出BEA信号控制充电电路工作，完成蓄电池组恒流-恒压充电功能。充电开始时，如果电源系统功率不满足充电功率要求时，充电分流电路首先满足系统功率，再将多余的电流用于充电，说明此时进入恒流充电阶段；当电源系统功率满足充电要求，而此时未达到设定蓄电池组恒压值时，对蓄电池组进行恒流充电，电池电压逐渐升高，当电池电压达到设定值时，进行恒压充电。即锂离子蓄电池充电过程分为两个大的阶段，首先进入恒流充电阶段，然后进入恒压充电阶段。充电的过程如图2所示。研制的难点在于充电功能的软件化设计，按现有设计，是通过BEA信号实现的锂离子蓄电池组恒流恒压充电控制。软件实现电源系统充电功能的具体做法是通过DSP遥测采集蓄电池组电压及充电电流信号，电源下位机判断当前是否满足软件充电自控的条件，如果不满足条件，也就是此时有多余的电流用于充电，说明此时属于恒流充电阶段；如果满足条件，也就是蓄电池电压达到设定值，根据本专利技术介绍的软件恒流恒压充电算法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能发电用的锂电池恒流恒压充电控制方法，其特征在于：至少包括如下步骤：步骤101、将BEA信号初始化至C；其中：C为一个常数；步骤102、采集方阵电流、负载电流、以及放电电流；当方阵电流大于负载电流时，则太阳能发电处于光照期，进而执行步骤1021；当方阵电流不大于负载电流、且放电电流大于2A时，太阳能发电处于地影期，进而执行步骤1022；步骤1021、首先采用恒流充电的方式对锂电池进行充电，当锂电池的电压达到恒压充电阈值时，然后每隔时间t后将BEA信号递减Δc；其中：Δc为递减常数；且n×Δc＝C；其中：n为大于2的自然数；最后根据BEA信号对锂电池的充电电流进行控制；步骤1022、每隔时间t后将BEA信号递减Δc；其中：Δc为递减常数；且n×Δc＝C；其中：n为大于2的自然数；然后根据BEA信号对锂电池的充电电流进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能发电用的锂电池恒流恒压充电控制方法，其特征在于：至少包括如下
步骤：
步骤101、将BEA信号初始化至C；其中：C为一个常数；
步骤102、采集方阵电流、负载电流、以及放电电流；当方阵电流大于负载电流时，
则太阳能发电处于光照期，进而执行步骤1021；当方阵电流不大于负载电流、且放电电
流大于2A时，太阳能发电处于地影期，进而执行步骤1022；
步骤1021、首先采用恒流充电的方式对锂电池进行充电，当锂电池的电压达到恒压
充电阈值时，然后每隔时间t后将BEA信号递减Δc；其中：Δc为递减常数；且n×Δc＝C；
其中：n为大于2的自然数；最后根据BEA信号对锂电池的充电电流进行控制；
步骤1022、每隔时间t后将BEA信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：李见敏，徐伟，陈杏娜，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12