[发明专利]一种新型的电池充电控制电路及方法

说明书

本发明提出的一种新型的电池充电控制方法，通过加入协调控制机制和积分控制策略，结合调压策略和限流策略的优点，实现了电池充电的更快的响应速度，更小的充电超调量，更高的充电电流精度，降低了整流装置的输出纹波，提高了负载运行的可靠性。

技术领域

本发明属于直流电源系统控制装置的供配电领域，具体涉及一种新型的电池充电控制电路及方法。

背景技术

当前直流不间断供电系统在各行业得到了广泛的应用，变电站中应用电力操作电源确保站内控制设备、照明设备的可靠供电；数据中心采用高压直流电源确保服务器的可靠供电；通信基站中应用低压通信电源确保通信设备的可靠供电。直流不间断供电系统的电池是实现可靠供电的关键部件，在系统长期的运行过程中，需要实时监测电池的工作状态，当电池容量过低的情况下，需要及时对其充电。目前行业内对电池充电管理的方法多采用调节电源系统内的整流装置的输出电压或输出电流，实现对电池的充电。通过调整整流装置输出电压的方案称之为调压策略，通过调整整流装置输出电流的方案称之为限流策略。直流不间断电源系统的架构如图1所示。

调压策略以固定步进电压逐步调节，达到控制电池充电电流的目的，为了抑制充电电流的波动，步进电压一般设置很小，电池充电的响应时间很长，同时，随着电池在使用过程中的不断老化，步进电压的设置量需要人为不断修正，浪费了大量的人力。

限流策略通过实时采集负载电流，依据电池充电电流的目标值，计算出整流装置的输出总电流，通过直接控制整流装置的输出总电流限值，间接达到控制电池充电电流的目的，但是，整流装置在限流状态下，输出的纹波较大，会影响到后端设备的正常运行，同时，当负载电流发生突变时，电池的充电电流会发生突变，会造成电池的冲击，降低电池的使用寿命。

发明内容

本发明提出一种新型的电池充电控制方法，该方法结合调压策略和限流策略各自的优势，并规避其各自的劣势，引入了PI动态控制策略，提高了电池充电控制的动态响应性能，抑制了充电电流的冲击现象，并加入了对两种控制策略的协调机制，使控制系统最终稳定在调压模式下，抑制了整流装置的输出纹波，提高了后端负载运行的稳定性。

本发明公开了一种电池充电控制电路及方法，包括：

电压控制环，用于实时采集电池电流IS，依据电池电流目标值IC，计算出电池电流误差IERR，电池电流误差IERR通过电压控制环节VLOOP的动态计算，得出设置电压VTR；

电流超前控制环，用于通过采集负载电流IL，并叠加电池电流目标值IC，得出总电流目标值IT；

协调环，用于实时计算电流超前控制环输出的总电流目标值IT和扰动电流△I之和，得出设置电流ITR；

通过电压控制环节的扰动电流的控制协调机制，逐步退出电流超前控制环，最终实现系统的调压控制，减小了整流装置输出纹波。

附图说明

图1 是现有技术中的直流不间断电源系统；

图2 是根据本发明的电池充电控制方法框图；

图3 是根据本发明的电池充电控制方法的控制框图；

图4 是根据本发明的电池充电控制效果；

图5 是根据本发明的电池充电控制流程图。

具体实施方式

本发明提出的一种新型的电池充电控制方法，通过加入协调控制机制和积分控制策略，结合调压策略和限流策略的优点，实现了电池充电的更快的响应速度，更小的充电超调量，更高的充电电流精度，降低了整流装置的输出纹波，提高了负载运行的可靠性。此控制方法的基本框图如图2所示。