[发明专利]一种推进电池充放电控制装置及其控制方法

说明书

本发明公开一种推进电池充放电控制装置及其控制方法，该装置包括数据处理模块、与数据处理模块分别相连接的CAN数据收发模块、以太网变压器、PWM波发生器、实时电流采集模块，与CAN数据收发模块相连接的数据隔离模块、与以太网变压器相连接的RJ45接口、与PWM波发生器和实时电流采集模块的相连接的光电隔离双向模块、光电隔离双向模块与推进电池相连。该装置的控制方法依次包括接收设定实时充/放电电流允许值、实时电流的采集、自适应PID控制算法的实现和PWM波的输出。本发明根据推进电池的电流误差大小自适应整定控制器参数、自动辨识被控过程参数，且能够适应被控过程参数的变化，稳定精确地对推进电池充放电的电流大小进行控制。

技术领域

本发明涉及一种电池充放电控制装置及其控制方法，具体涉及一种推进电池充放电控制装置及其控制方法。

背景技术

船舶上通常使用的电源装置是柴油发电机组和推进电池组。柴油发电机由于其技术相对成熟被广泛应用与各类电力推进舰船上，为负载提供电能。因为船舶电网中电源、负载的随机性和波动性以及船舶恶劣的运行环境条件等因素，船舶需要安装储能系统，推进电池则主要用于此，用于平抑电网功率波动。储能系统选择使用推进电池则是考虑经济性、稳定性、可靠性等因素后做出的综合考量。通常情况下柴油发电机组和推进电池组的组合使用是电力推进船舶电力系统中不可或缺的一部分，其中对于推进电池的充放电控制是十分重要的。目前的一些推进电池充放电控制器要么结构设计不合理，使用过程中干扰大，影响信号传输与采集，控制过程中产生不必要的误差；要么只关注推进电池自身的状态信息，如SOC，忽视输入与输出状态，实际工程应用价值不大；要么计算复杂，不易编程与实现，对处理器的要求高，运算速度慢，难以取得理想控制效果，且未给出控制系统的具体实现方式。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种推进电池充放电控制装置，该装置能够高效稳定地对推进电池的进行充放电控制，本发明还提供了基于该推进电池充放电控制装置的控制方法。

技术方案：一种推进电池充放电控制装置，包括数据处理模块、与数据处理模块分别相连接的CAN数据收发模块、以太网变压器、PWM波发生器、实时电流采集模块，与CAN数据收发模块相连接的数据隔离模块、与以太网变压器相连接的RJ45接口、与PWM波发生器和实时电流采集模块的相连接的光电隔离双向模块、光电隔离双向模块与推进电池相连，数据隔离模块与电池管理系统相连，RJ45接口与电站管理系统相连，所述数据处理单元包括与CAN数据收发模块相连接的CAN数据包处理、与以太网变压器相连接的以太网数据包处理模块，与CAN数据包处理和以太网数据包处理模块分别连接的PID控制器，与PID控制器相连的温度处理模块，温度处理模块外接温度检测模块。

基于上述推进电池充放电控制装置的控制方法，该方法包括以下步骤：

(1)电池管理系统通过CAN数据收发模块将推进电池的设定的实时充/放电电流允许值以及温度上限设定值放在CAN数据包中，数据处理单元接收并解析指定的CAN数据包，将推进电池的设定的实时充/放电电流允许值以及温度上限设定值保存到CAN数据包的固定空间；

(2)数据处理单元采集推进电池的实时电流信号，将推进电池的实时电流保存到CAN数据包的固定空间；

(3)数据处理单元采集温度检测模块的温度信号，实时采集光电隔离双向功率模块的IGBT管和推进电池温度，将IGBT管和推进电池的实时温度保存到固定空间；

(4)数据处理单元根据推进电池的设定的实时充/放电电流允许值和实时电流，运行PID算法，输出相应占空比的PWM波，PWM波传输到光电隔离双向功率模块后驱动推进电池的充/放电动作，当推进电池的充放电动作响应时间过长或实时电流超调过大时，数据处理单元进行自适应PID参数整定，具体过程如下：