[发明专利]一种AUV智能充电装置及充电方法

权利要求书

1.一种AUV智能充电装置的充电方法，AUV智能充电装置包括主电源模块、电压电流控制模块、接口选择模块、辅助电源模块、充电设置模块、无线通讯模块、智能控制器模块和电压电流温度检测模块；主电源模块输出端与电压电流控制模块的电源输入端连接，电压电流控制模块的输出端与接口选择模块的电源输入端连接；辅助电源模块的输出端与智能控制器模块的电源输入端连接，充电设置模块和电压电流温度检测模块分别与智能控制器模块的信号输入端连接，智能控制器模块的控制信号输出端分别与电压电流控制模块和接口选择模块的控制信号输入端连接；无线通讯模块与智能控制器模块通过TTL232连接；所述的主电源模块采用变压器和整流器将市电转变成70VDC；电压电流控制模块包括降压斩波变换器和大电流继电器，电压电流控制模块的控制端采用PWM信号；接口选择模块采用大功率单刀双掷继电器，输出两路电源，接口选择模块的控制端采用TTL电平信号；辅助电源模块将市电转变成24VDC；充电设置模块包括按钮；无线通讯模块用于与上位机的监控端无线通讯；智能控制器模块采用ARM单片机，含有相关控制算法程序；电压电流温度检测模块采用采样电阻获得电压、电流和温度信息，送到智能控制器模块；上位机是装有监控软件的通用终端设备或专用设备，通用终端设备包括电脑或手机，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一：将接口选择模块的输出端与AUV电池组连接，AUV电池组的输出端与电压电流温度检测模块连接；AUV电池组包括电池组1和电池组2

步骤二：无线通讯模块与上位机建立无线连接；

步骤三：通过充电设置模块或者上位机设置每个充电端口的最大充电电压和电流；

步骤四：通过充电设置模块或者上位机设置充电端口的上电顺序以及AUV电池组的充电顺序；

步骤五：通过充电设置模块或者上位机发送开始充电指令；

步骤六：智能控制器模块对电池组1进行充电控制；

步骤七：在电池组1充电过程中判断是否接收到来自充电设置模块或者上位机发送的充电干预指令，如果是则进行下一步，如果不是，进行步骤十；

步骤八：根据接收的充电干预指令，修改充电参数，如果充电干预指令为结束电池组1，则进行下一步；如果充电干预指令不是结束电池组1，根据修改后的充电参数，返回步骤六；

步骤九：判断充电干预指令是否为切换到电池组2充电，如果是则转入步骤十一，如果不是，则转入步骤十五；

步骤十：判断电池组1是否充电完成，如果是，则进行下一步；如果不是，则返回步骤六；

步骤十一：智能控制器模块对电池组2进行充电控制；

步骤十二：在电池组2充电过程中，检测是否收到来自充电设置模块或者上位机发送的充电干预指令，如果是，进行下一步，否则，转入步骤十四；

步骤十三：接收充电干预指令，修改充电参数，如果充电干预指令为结束电池组2充电，则进行步骤十五；如果充电干预指令不是结束电池组2充电，则根据修改后的充电参数，返回步骤十一；

步骤十四：判断电池组2是否充电完成，如果充电完成，进行下一步；否则，返回步骤十一；

步骤十五：发送充电结束指令，结束充电。

2.根据权利要求1所述的一种AUV智能充电装置的充电方法，其特征在于：所述的步骤六和步骤十一中充电控制的具体过程为：

(1)读取充电参数，包括：每个电池组的最大充电电压、最大充电电流及电池组的充电顺序；

(2)根据充电所确定的顺序打开单刀双掷继电器连接电池组；

(3)读取电池组电压、电流及充电装置内的温度；

(4)判断是否出现故障，如果出现故障转入步骤(6)，如果没有出现故障，进行下一步；

(5)根据所设置的充电参数和实际的电池电压和充电电流采用智能控制点算法计算充电控制所需的PWM信号的占空比，并输出PWM信号；

(6)记录充电过程数据。

3.根据权利要求2所述的一种AUV智能充电装置的充电方法，其特征在于：所述的智能控制器模块包含充电电压控制回路和充电电流控制回路，输出控制所需的PWM信号，具体过程为：

a、输入最大充电电压Vmax(t)、当前时刻电池电压V(t)及上一时刻电压的偏差值Ve(t-1)，由Vmax-V计算当前时刻的偏差值Ve(t)，由Ve(t)和Ve(t-1)计算当前时刻的偏差变化率Vee(t)；

b、输入Ve(t)和Vee(t)到充电电压控制回路中的PD控制器，经控制函数运算输出PWM信号的占空比的变化量a；

c、输入最大充电电流Imax(t)、该时刻电池电流I(t)及上一时刻电流的偏差值Ie(t-1)，由Imax-I计算当前时刻的偏差值Ie(t)，由Ie(t)和Ie(t-1)计算当前时刻的偏差变化率Iee(t)；

d、输入Ie(t)和Iee(t)到充电电流控制回路的PD控制器，经控制函数运算输出PWM信号的占空比的变化量b；

e、比较a和b，取二者最小值计算PWM信号的占空比，并输出到降压斩波变换器调节充电电压和电流。