[发明专利]一种锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置及控制系统

权利要求书

1.一种锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置，主要包括可编程充电控制芯片、蓄电池(6)及外围模块温度采集模块(5)等，其特征在于：所述可编程充电控制芯片包括电压电流采集模块(3)、剩余电量计算数据采集模块(4)、充电管理控制单元(1)、充电控制模块(7)等；所述可编程充电控制芯片的外围模块还包括电池参数模型库(2)，该电池参数模型库(2)的构成是：智能监控节点以单片机为控制器(10)，外围模块包括CAN接口模块(14)，不同种类标准蓄电池充电时间容量端电压曲线采集模块(11)，不同种类标准蓄电池放电过程中时间、容量及端电压放电曲线统计数据库模块(12)，不同种类标准蓄电池放电电压、曲线、充电时电压、曲线分析模块(15)，节点地址选择模块(13)和可选的存储器模块(16)等，为充分利用单片机的接口资源，除CAN接口模块(14)外其余模块均采用串行接口器件；

当充放电时，电池参数模型库(2)中的不同种类标准蓄电池充电时间容量端电压曲线采集模块(11)中的标准数据将送入不同种类标准蓄电池放电过程中时间、容量及端电压放电曲线统计数据库模块(12)，完成统计后送入不同种类标准蓄电池放电电压、曲线、充电时电压、曲线分析模块(15)进行分析；分析结果提交智能监控节点的单片机控制器(10)；通过外围模块包括CAN接口模块(14)，将结果同时保存在存储器模块(16)中，并上传至充电管理控制单元(1)中；

当充放电时，电压电流采集模块(3)、剩余电量计算数据采集模块(4)和温度采集模块(5)实时检测蓄电池(6)的数据后，将此数据送入充电管理控制单元(1)中经计算得出一输出信号，该输出信号与电池参数模型库(2)中所预存的标准值进行比对，比对结果送入充电管理控制单元(1)经计算，得出对应的充电电流电压值，而启动充电控制模块(7)对蓄电池(6)进行充电管理。

2.一种锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置的控制系统，其特征在于：为克服蓄电池过充电造成热失控的现象，该控制系统执行如下步骤：

a：系统上电后，电压电流采集模块(3)、剩余电量计算数据采集模块(4)及温度采集模块(7)采集蓄电池实时的电压电流数据和采集模块收集充放电过程中，计算蓄电池剩余电量所需的各项数据及环境温度数据提供给充电管理控制单元(1)；

b：由充电管理控制单元(1)的模糊自整定PID控制器进行剩余电量的计算；包括对采集数据的模糊化及逆模糊化计算得出一精确的输出值；

c：充电管理控制单元(1)将上述输出值与电池参数模型库(2)中的标准值比对.得出现有的蓄电池容量是正常与否的判断；

d：若蓄电池容量是正常的范围，充电管理控制单元(1)根据比对的蓄电池容量的结果.计算出对应的充电电流电压值；

e：充电管理控制单元(1)启动充电控制模块(7)，充电控制模块(7)根据充电管理控制单元(1)提供的充电参数进行充电；

f：充电控制模块(7)在控制的充电过程中，电压电流采集模块(3)、剩余电量计算数据采集模块(4)、温度采集模块(5)同时收集充电过程中，计算蓄电池剩余电量所需的各项数据，提供给充电管理控制单元(1)；

g：充电管理控制单元(1)根据电压电流采集模块、剩余电量计算数据采集模块、温度采集模块提供的各项数据由充电管理控制单元(1)模糊自整定PID控制器进行剩余电量的计算.来不断实时修正当前充电的蓄电池容量、充电参数，达到自适应充电的目的；

h：若c步骤中得出蓄电池容量是不正常的范围时，充电管理控制单元(1)采用可编程涓流充电模式控制充电控制模块(7)激活蓄电池(6)充电。

3.根据权利要求2所述的锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置的控制系统，其特征在于：锂聚合物蓄电池组在充电过程中，当蓄电池容量低于蓄电池标称电压的13％，即蓄电池容量减少50～60％时，一般是因为过放电或存放时间过长，采用0.1C的平均脉冲电流充电。

4.根据权利要求2所述的锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置的控制系统，其特征在于：锂聚合物蓄电池组在充电过程中，当蓄电池容量在蓄电池标称电压的±13％之间，即蓄电池容量减少30％以内时，则采用0.35C的充电电流实施快速充电。

5.根据权利要求2所述的锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置的控制系统，其特征在于：锂聚合物蓄电池组在充电过程中，当蓄电池容量接近或高于蓄电池标称电压的+13％时，即蓄电池容量提高10～30％，充电电流逐渐减小，当充电端电压达到进行温度修正后的上限值时，使用极小的电流充电。脉冲恒流阶段充电方式首先是用脉冲电流对电池充电，然后让电池停充一段时间，如此循环。