1.基于雙變式間歇脈沖算法的多功能電源系統(tǒng),其特征在于,包括:控制器、充電模塊、傳感器模塊、顯示模塊、報警模塊、鋰電池和放電升降壓保護模塊、電壓電流檢測模塊,并且所述控制器分別與充電模塊、傳感器模塊、顯示模塊、報警模塊、電壓電流檢測模塊相連接;所述鋰電池分別與充電模塊、傳感器模塊、放電升降壓保護模塊、電壓電流檢測模塊、外接直流電源相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于雙變式間歇脈沖算法的多功能電源系統(tǒng),其特征在于,所述傳感器模塊包括:溫度傳感器和壓力傳感器,都與所述控制器、鋰電池相連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于雙變式間歇脈沖算法的多功能電源系統(tǒng),其特征在于,所述充電模塊還包括:無線充電模塊和有線充電模塊,都與所述控制器、鋰電池相連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的基于雙變式間歇脈沖算法的多功能電源系統(tǒng),其特征在于,所述無線充電模塊還包括:電磁感應無線充電模塊和WiFi感應無線充電模塊,都與所述控制器、鋰電池相連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于雙變式間歇脈沖算法的多功能電源系統(tǒng),其特征在于,所述電磁感應無線充電模塊還包括:電磁感應式無線電能輸入端和第一整流斬波電路,并且所述第一整流斬波電路分別與電磁感應式無線電能輸入端、控制器、鋰電池相連接;所述WiFi感應無線充電模塊還包括:WiFi感應式無線電能輸入端和第二整流斬波電路,并且所述第二整流斬波電路分別與WiFi感應式無線電能輸入端、控制器、鋰電池相連接;所述有線充電模塊還包括:市電輸入端和第三整流斬波電路,并且所述第三整流斬波電路分別與市電輸入端、控制器、鋰電池相連接;所述控制器為STM32控制器,所述顯示模塊為LCD顯示設備,所述報警模塊為聲光報警器。
6.基于雙變式間歇脈沖算法的多功能電源系統(tǒng)的充電方法,包括如下步驟:
步驟一,首先在控制器上安裝雙變式間歇脈沖算法程序,通過電壓電流檢測模塊檢測鋰電池的電壓、電流,同時通過溫度傳感器和壓力傳感器檢測鋰電池的溫度和壓力;然后控制器判斷該鋰電池是否具備充電條件;如果不具備充電條件,則控制器命令報警模塊進行報警,同時將狀態(tài)顯示在顯示模塊上;如果具備充電條件則執(zhí)行步驟二;
步驟二,控制器命令充電模塊開始充電,充電模塊對充電模式進行判斷和選定,選擇有線或者無線充電模式,當鋰電池電壓低于1.0V時,首先對鋰電池的溫度進行判斷,如果溫度大于等于45°時,則控制器命令報警模塊進行報警,同時將狀態(tài)顯示在顯示模塊上,同時控制器命令充電模塊停止工作,直至溫度小于45°時,控制器命令充電模塊采用漸變式的小電流預充電模式對鋰電池進行充電;
步驟三,當電壓電流檢測模塊檢測到鋰電池的電壓處于1.0V-3.0V之間時,首先對鋰電池的溫度進行判斷,如果溫度大于等于45°時,則控制器命令報警模塊進行報警,同時將狀態(tài)顯示在顯示模塊上,同時控制器命令充電模塊停止工作,直至溫度小于45°時,控制器命令充電模塊采用0.4A小電流恒流充電模式對鋰電池進行充電;
步驟四,當電壓電流檢測模塊檢測到鋰電池的電壓處于3.0V-4.0V之間時,首先對鋰電池的溫度進行判斷,如果溫度大于等于45°時,則控制器命令報警模塊進行報警,同時將狀態(tài)顯示在顯示模塊上,同時控制器命令充電模塊停止工作,直至溫度小于45°時,控制器命令充電模塊采用變電流間歇充電法,即快速充電模式對鋰電池進行充電;
步驟五,當電壓電流檢測模塊檢測到鋰電池的電壓處于4.0V-4.3V之間時,首先對鋰電池的溫度進行判斷,如果溫度大于等于45°時,則控制器命令報警模塊進行報警,同時將狀態(tài)顯示在顯示模塊上,同時控制器命令充電模塊停止工作,直至溫度小于45°時,控制器命令充電模塊采用變電壓間歇充電法對鋰電池進行充電;
步驟六,當鋰電池的電流小于0.1A時,停止充電,然后控制器對鋰電池的溫度進行判斷,如果溫度大于等于45°時,則控制器命令報警模塊進行報警,同時將狀態(tài)顯示在顯示模塊上;同時控制器命令電壓電流檢測模塊和傳感器模塊等對鋰電池電量進行檢測,當電壓電流檢測模塊和傳感器模塊等檢測到鋰電池的自行放電量達到5%時,控制器命令充電模塊采用變電壓間歇充電法對鋰電池進行充電,重復步驟五和步驟六的步驟,直至充電器電源移除,充電系統(tǒng)停止工作。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于雙變式間歇脈沖算法的多功能電源系統(tǒng)的充電方法,其特征在于,所述步驟一中雙變式間歇脈沖算法包括五個子算法:(1)漸變式預充電;(2)小電流恒流充電;(3)變電流間歇脈沖充電;(4)變電壓間歇脈沖充電;(5)監(jiān)測式間歇補償充電;
(1)漸變式預充電是根據(jù)實時采集反饋來的電壓值進行預充電電流的選擇,具體詳見表1,在充電過程中,實時監(jiān)測電壓變化,根據(jù)電壓變化情況分級改變充電電流等級,具體詳見表1,直至采集的電壓值為1.0V為止,本充電子算法結束;
表1
(2)小電流恒流充電,當檢測電壓值在1.0-3.0V電壓之間時,采用0.4A小電流恒流充電,直至電池檢測電壓值至3.0V為止,本充電子算法結束;
(3)變電流間歇脈沖充電是采用脈沖充電方式,將電流脈沖等級進行多級劃分,從1.0A開始到0.4A,以0.15A為一個等級梯度分為5個等級;緊接于小電流恒流充電之后,本子算法的起始階段,根據(jù)實時采集反饋的電壓值,對脈沖電流等級進行選擇,具體詳見表2;充電過程中對電壓進行實時監(jiān)測,當電壓上升至4.2V時,停止充電2s,此時電壓值會迅速下降,對電壓值進行檢測,在電壓下降至固定值時反饋此時電壓,并根據(jù)表2選擇對應的脈沖電流進行下一輪脈沖充電,如此反復,直至最后下降后的穩(wěn)定電壓值在4.0V以上,則停止本充電子算法;
表2
(4)變電壓間歇脈沖充電是將電壓脈沖等級進行3級劃分,從4.3V到4.1V,以0.1V為梯度;緊接變電流間歇脈沖充電之后,本子算法的起始階段,檢測到電壓值在4.0V以上,以4.3V的脈沖電壓充電,對充電電壓和電流進行檢測反饋,直至電流值小于0.3A時,將脈沖電壓降級至4.2V進行充電,對充電電壓和電流進行檢測反饋,直至電流值小于0.2A時,將脈沖電壓降級至4.1V進行充電,對充電電壓和電流進行檢測反饋,直至電流值小于0.1A時,停止該充電子算法;
(5)監(jiān)測式間歇補償充電主要用來補充蓄電池自放電所消耗的能量;緊接變電壓間歇脈沖充電之后,當電池充滿,充電結束時,未必會剛好拔下充電電源,此時充電器將自行斷電,電能會慢慢消耗流失;當系統(tǒng)監(jiān)測到自行放電量達到5%以上時,充電器會自行開啟,并以變電壓間歇充電方法,對電池進行電能補充,重復(4)變電壓間歇脈沖充電和(5)監(jiān)測式間歇補償充電的步驟,直至充電器電源移除,充電系統(tǒng)停止工作。
8.根據(jù)權利要求7所述的基于雙變式間歇脈沖算法的多功能電源系統(tǒng)的充電方法,其特征在于,所述步驟二中采用的漸進式小電流充電模式的具體充電方法為:首先,使用一個穩(wěn)定的小電流充電一段時間,當電壓上升到一定階段后,小幅抬升電流等級,繼續(xù)恒流充電一段時間后,仍小幅提高電流等級,,具體按照表1執(zhí)行,繼續(xù)充電,如此反復,直至電壓等級上升至1.0V。
9.根據(jù)權利要求7所述的基于雙變式間歇脈沖算法的多功能電源系統(tǒng)的充電方法,其特征在于,所述步驟四中采用的變電流間歇充電法是建立在恒流充電和脈沖充電的基礎上,再將恒流充電段改為變電流間歇充電段,實現(xiàn)大電流充電。
10.根據(jù)權利要求7所述的基于雙變式間歇脈沖算法的多功能電源系統(tǒng)的充電方法,其特征在于,所述步驟五中采用的變電壓間歇充電法的具體方法為:
采用間歇恒壓的方式將充電等級分為3級,由于是恒壓充電,充電電流按照指數(shù)規(guī)律下降,在每級恒壓充電過程中,會實時監(jiān)測充電電流的變化,以電流變化量作為分級標準,當電流變化量達到0.1A時,進行降級處理,同樣的,降級不僅僅是電壓等級的降低,電壓下降0.1V,也是脈沖電壓寬度和間歇時間的降級,脈沖寬度縮短5%,間歇時間縮短10%,直至充電電流下降至閾值0.1A以下。