本發(fā)明涉及水下機(jī)器人蓄電池組充電控制領(lǐng)域，具體地說是一種用于水下機(jī)器人蓄電池組均衡充電控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著人們對海洋的探索日益頻繁和迫切，水下機(jī)器人/潛水器作為一種重要的工具得到了大量的應(yīng)用。同時對水下機(jī)器人/潛水器所攜帶的供電蓄電池提出了更高要求。

大多水下機(jī)器人/潛水器所使用的二次電池均為鉛酸電池，它具有電動勢高、充放電可逆性好、使用溫度范圍廣、原材料豐富及價格實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)。但是，在日常使用過程中，由于充電不當(dāng)?shù)仍?，鉛酸電池的使用壽命往往遠(yuǎn)達(dá)不到其設(shè)計壽命。這不僅影響水下機(jī)器人/潛水器在水下作業(yè)時攜帶能源量，而且造成了極大的浪費(fèi)?，F(xiàn)有的水下機(jī)器人/潛水器大多不具有蓄電池組均衡充電控制的專門系統(tǒng)，這給水下機(jī)器人/潛水器蓄電池組合理利用帶來諸多不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對以上所述水下機(jī)器人/潛水器的蓄電池組合理充電需求，設(shè)計開發(fā)相應(yīng)的蓄電池組均衡充電控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)蓄電池組均衡充電，延長蓄電池組使用壽命，充分利用能源，有效降低能源損耗。本發(fā)明提供一種可實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人蓄電池組充電過程均衡控制的系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

用于水下機(jī)器人蓄電池組均衡充電控制系統(tǒng)，包括220V交流電通過整流濾波電路與隔離式自動充電模塊連接，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；隔離式自動充電模塊通過二極管與單體蓄電池連接，將輸入直流電轉(zhuǎn)換為單體蓄電池充電所需電壓，為單體蓄電池充電；其特征在于，均衡充電模塊通過功率驅(qū)動電路與隔離式自動充電模塊連接，采集蓄電池信息，監(jiān)控蓄電池充電過程。

所述均衡充電模塊包括電壓采集電路一端連接蓄電池，另一端連接AD轉(zhuǎn)換電路，采集單體蓄電池電壓信息，并轉(zhuǎn)換為AD轉(zhuǎn)換電路可接受的模擬量后輸入到AD轉(zhuǎn)換電路；

電流采集電路一端連接蓄電池，另一端連接AD轉(zhuǎn)換電路，采集單體蓄電池電流信息，并轉(zhuǎn)換為AD轉(zhuǎn)換電路可接受的模擬量后輸入到AD轉(zhuǎn)換電路；

內(nèi)阻采集電路一端連接蓄電池，另一端連接AD轉(zhuǎn)換電路，采集單體蓄電池內(nèi)阻信息，并轉(zhuǎn)換為AD轉(zhuǎn)換電路可接受的模擬量后輸入到AD轉(zhuǎn)換電路；

溫度采集電路一端連接蓄電池，另一端連接AD轉(zhuǎn)換電路，采集單體蓄電池溫度信息，并轉(zhuǎn)換為AD轉(zhuǎn)換電路可接受的模擬量后輸入到AD轉(zhuǎn)換電路

AD轉(zhuǎn)換電路與嵌入式微處理器連接，將蓄電池電壓、電流、內(nèi)阻、溫度信息由模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后輸入給嵌入式微處理器；

嵌入式微處理器與功率驅(qū)動電路連接，對控制隔離式自動充電模塊進(jìn)行控制；

電源變換電路與蓄電池及嵌入式微處理器、AD轉(zhuǎn)換電路連接，將蓄電池提供電壓轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需電壓。

所述蓄電池信息包括單體蓄電池電壓信息、單體蓄電池電流信息、單體蓄電池內(nèi)阻信息以及單體蓄電池溫度信息。

包括以下步驟：

步驟1：充電開始，隔離式自動充電模塊通過整流濾波電路為單體蓄電池進(jìn)行充電；

步驟2：實(shí)時采集單體蓄電池的電壓、電流、內(nèi)阻及溫度信息，計算該單體蓄電池容量值；

步驟3：判斷如果單體蓄電池容量值達(dá)到預(yù)設(shè)的該單體蓄電池滿電容量，則通過功率驅(qū)動電路控制隔離式自動充電模塊，切斷該單體蓄電池的充電過程；否則返回步驟2。

本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明使用可靠，可延長蓄電池組使用壽命、提高使用效率；

2.本發(fā)明應(yīng)用范圍廣，本發(fā)明不僅可用于水下機(jī)器人所用蓄電池均衡充電，還可用于其他應(yīng)用蓄電池的領(lǐng)域；

附圖說明

圖1是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明均衡充電模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明控制程序流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

220V交流電通過整流濾波電路與隔離式自動充電模塊連接，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；隔離式自動充電模塊通過二極管與單體蓄電池連接，隔離式自動充電模塊將輸入直流電轉(zhuǎn)換為單體電池充電所需電壓，通過恒壓限流的方式，自動完成為單體蓄電池充電的過程；均衡充電模塊通過功率驅(qū)動電路與隔離式自動充電模塊連接，均衡充電模塊分別采集蓄電池電壓、電流、溫度以及內(nèi)阻信息，通過計算蓄電池的容量值監(jiān)控蓄電池充電過程，在充電完成后關(guān)閉該蓄電池的充電模塊。

均衡充電模塊包括：

電壓采集電路、電流采集電路、內(nèi)阻采集電路、溫度采集電路與蓄電池及AD轉(zhuǎn)換電路連接，四者分別將單體蓄電池電壓、電流、內(nèi)阻、溫度信息變換為AD轉(zhuǎn)換電路可接受的模擬量后輸入到AD轉(zhuǎn)換電路；

AD轉(zhuǎn)換電路與嵌入式微處理器連接，將蓄電池電壓、電流、內(nèi)阻、溫度信息由模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后輸入給嵌入式微處理器；

嵌入式微處理器與功率驅(qū)動電路連接，實(shí)現(xiàn)對隔離式自動充電模塊的控制；

隔離式充電模塊與功率驅(qū)動電路及蓄電池連接，實(shí)現(xiàn)對蓄電池充電過程控 制；

電源變換電路與蓄電池及嵌入式微處理器、AD轉(zhuǎn)換電路連接，將蓄電池提供電壓轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需電壓。

一種用于水下機(jī)器人/潛水器蓄電池均衡充電控制方法，隔離式自動充電模塊通過整流濾波電路為單體蓄電池進(jìn)行充電；充電過程中，嵌入式微處理器通過電壓、電流、內(nèi)阻、溫度采集電路采集電池組的電壓、電流、內(nèi)阻及溫度信息，并實(shí)時計算該單體蓄電池容量值。

當(dāng)計算得到蓄電池容量值達(dá)到之前設(shè)定的該單體蓄電池滿電容量時，通過功率驅(qū)動電路控制隔離式自動充電模塊，從而切斷該單體蓄電池的充電過程，從而達(dá)到整個蓄電池組的均衡充電過程。

每個單體蓄電池配備一套本發(fā)明所述均衡充電系統(tǒng)，以達(dá)到整個蓄電池組的均衡充電。