专利名称：大功率智能充电机及其充电方法
技术领域：
本发明涉及一种大功率智能充电机，特别是一种智能通用大功率智能充电机。
大功率智能充电机用于大功率蓄电池的充电。而大功率蓄电池的应用相当广泛，例如在铁路、港口、各类仓库的货物内部装卸运输中用到的带有大功率铅酸蓄电池或镉镍电池等蓄电池的平板运输车、蓄电池叉车，由于其利用可反复充电的蓄电池为能源，具有使用成本较低、噪音小、基本无污染的优点，对环境保护十分有利，因此是铁路、工矿企业等单位内部装卸和短途运输的优选车种，应用十分广泛。此外，随着人们环保意识的日益加强，可以预见到电动汽车将在二十一世纪获得大力推广与应用，因此适用于大功率蓄电池的大功率智能充电机的性能也将会变得越来越重要。
经过数十年的努力，大功率智能充电机(或充电装置、充电设备)经历了硒片整流器一→简单硅整流器—→手动调压式硅整流器—→手动可调式可控硅整流器—→恒流或恒压式分阶段充电机等多个阶段，其稳定性、可靠性、操作的方便性、充电效率得到了很大的进步，相对地缩短了充电时间、延长了蓄电池寿命。
在对蓄电池进行能源补充的大功率充电装置中，硒片整流器或简单硅整流器是现代充电机的祖先，因其实用性不强、缺点甚多而早已淘汰。目前国内使用较多的有一是手动调压式硅整流器或手动可调式可控硅整流器，该充电装置简单但易受电网电压起伏的影响而发生充电电流的大幅度变化。充电电流过小时，蓄电池充不足；充电电流过大时，容易损坏充电机或蓄电池，充电时间也长。这类充电机早已列入淘汰行列逐渐退出使用。二是恒压充电机，其工作时输出电压恒定。在充电之初，由于蓄电池端电压很低而与充电机的输出电压压差大而引起充电电流过大；在充电过程中，由于蓄电池端电压的上升而引起充电电流的急速减少。这类充电机同样也存在着容易损坏充电机或蓄电池和充电时间长的缺点。目前已不多见。三是快速充电机。该机以成倍地提高充电电流来缩短充电时间。充电期间虽辅以间隙放电的去极化措施(微秒数量级，)但由于充电电流实在太大(0.3—0.4C)，充电时蓄电池电解液温度很高以至剧烈沸腾，蓄电池极板上的有效物质很快脱落，对蓄电池造成了致命的损伤，蓄电池寿命大为缩短；同时充电时电能把大量的水分解成氢气与氧气，大大浪费了能源，目前已不受用户欢迎而逐渐退出市场。四是恒流分阶段充电机，它是目前国内使用最多的充电机。该机在充电的第一阶段采用较大电流充电，在充电第二阶段充电电流减半。它与其他老式充电机相比，充电电流恒定，不受电网电压和蓄电池端电压逐渐上升的影响，在一定程度上延长了蓄电池的寿命，缩短了充电时间，节约了能源。但它的充电效果尚不够理想，充电功能单一，也没有智能化功能，更谈不上实现网络化管理。另外，现有的充电机还存在着其它一此问题，例如由于我国幅员辽阔，一年四季温差很大。在充电过程中如果蓄电池的温度过高、温升过大，将加快蓄电池极板上有效物质的失效，甚至脱落，直接影响蓄电池的寿命；多组蓄电池串联充电时，每组蓄电池的容量、新旧程度、放电情况可能不一致，因此可能产生有的蓄电池组早已充足、有的蓄电池组尚未充足的情况。如果已充足的蓄电池继续充电，不但浪费电能，而且要损坏蓄电池。如果未充足的蓄电池停止充电，将影响电池用电设备的的运行。
通过以上分析，可知目前国内一般的充电机存在着各种各样的缺点。
本发明的目的之一在于提供一种能克服以上现有技术的各种缺点同时综合各种已有大功率智能充电机的各种优点的变流充电机。
本发明的目的之二在于提供一种具有自动识别蓄电池的新旧程度并当其充足关机并报讯功能的充电机。
本发明的目的之三在于提供一种在给多组蓄电池组串联充电时，具有分别识别已充足的电池的功能的充电机。
本发明的目的之四在于提供一种装有与中央主控计算机联机通讯组态软件，可实现多机联网并由主控计算机实行中央集群监控的智能充电机。
本发明的的目的之五在于提供一种具有充电过程曲线可事先演示的功能的充电机。
本发明的目的之六在于提供一种具有温度修正功能的充电机，该充电机根据所检测到的环境温度，修正充电机的输出电流。如果环境温度较高，充电机输出的电流将比预定的适当减少，以延长蓄电池的寿命；反之，充电机输出的电流将比预定的适当增加，以缩短充电时间。
本发明的大功率智能充电机，包括可控整流电路和控制单元，其特征在于还包含监测电路，D/A转换电路及A/D转换电路及触发电路，其中的控制单元为中央处理单元，常压交流电经输入电网输入后进入可控整流电路整流。然后输入待充电的蓄电池组的参数，监测电路将监测到的充电数据经A/D转换电路转换为数字信号后输入中央处理单元，该数据经中央处理单元处理后进入D/A控制电路转换为模拟信号后输入触发电路最后控制可控整流电路。
本发明的大功率智能充电机的充电方法，其特征在于包含以下步骤常压交流电经输入电网输入后进入可控整流电路整流，再输入待充电的蓄电池组，监测电路将监测到的充电数据经A/D转换电路转换为数字信号后输入控制单元，该数据经控制单元处理后进入D/A控制电路转换为模拟信号后输入触发电路，最后控制可控整流电路。
本发明的大功率智能充电机自动变流控制充电的方法如下充电过程中电池电量监测电路5检测到的蓄电池的端电压值(模拟信号)通过A/D转换电路7转换为数字信号v1。充电机当前输出的电流值(模拟信号)也通过A/D转换电路7转换成数字信号i1。把电压值v1与控制程序储存电路10储存的充电曲线数学方程进行快速运算，得出当前充电模式及当前参数下应有的电流值i1′。然后把i1与i1′进行比较若i1＜i1′，中央处理单元8发出指令，使i1增加；若i1＞i1′，中央处理单元8则使i1减少。如此不断的修正，直至i1＝i1′，达到一个动态的平衡点。随着充电过程的进行，蓄电池的端电压逐渐升高，微机检测到的电压值为v2，充电机当前输出的电流值i2。经过充电曲线数学方程的快速运算，得出当前充电模式及当前参数下应有的电流值i2′。然后再把i2与i2′进行比较中央处理单元8又发出修正指令。如此不断的修正，直至i2＝i2′，达到又一个动态的平衡点。i2如此，随着充电进程的推移，一个个平衡点即组成了一条近似于横写的“S”形曲线。它表示充电开始时，蓄电池的电压较低，充电机的输出电流较大；随着蓄电池电压的逐渐升高，充电机的输出电流逐渐减少；蓄电池将近充满时，充电电流急速减少；蓄电池充满时，充电电流减为零，充电机自动关机。本次充电过程结束，充电机再次进入初始状态，准备下一次充电。
具体说来，本发明具有以下技术功能和效果1变流充电功能。在变流充电模式下，整个充电过程中始终紧密监测蓄电池电量情况，根据机内储存的数学方程随时变动充电机的输出电流蓄电池电量的逐渐上升，充电机的输出电流逐渐下降；蓄电池电量充满后充电电流快速减少至零后自动关机。这样可以进一步缩短充电时间，延长蓄电池寿命，节约能源。
2涵盖变流控制充电、恒流分阶段充电、恒流初充电、恒流恒压分阶段充电、定阈充电等五种目前已有的或未有的充电模式，和以上五种模式下的充电结束前加时充电、定时充电的工作方式，可以充分满足用户的各种充电要求。
3自动识别蓄电池的新旧程度，充足即自动关机并报讯。以避免较陈旧蓄电池在充足后继续以较大电流充电的浪费现象，以延长蓄电池寿命，缩短充电时间和节约能源。本发明的智能充电机在充电时，充电机一边监视蓄电池电量的上升情况，一边计算蓄电池电量上升时与时间之间的夹角。若小于某个预定的角度，充电机即认为蓄电池已陈旧，应当及时停止继续充电，以延长蓄电池寿命，缩短充电时间和节约能源。
4多组蓄电池组串联充电时，可以分别识别已充足的电池，以延长蓄电池寿命，缩短充电时间和节约能源。
5机内装有与中央主控计算机联机通讯组态软件，可实现多机联网并由主控计算机实行中央集群监控。该通讯组态软件采用图形显示，图象界面友好，各种操作均有提示，易懂易学。该通讯组态软件设有二级口令(管理员口令与操作员口令，口令数不限)。口令输入错误将无法开机，上级口令可覆盖和修改下级口令，下级口令不能越过本级的权限操作。充电机的开机和参数的设置可以由中央主控计算机集中控制，也可以本机操作。各充电机的充电过程可进行实时监控。可保存或显示当班及以前各班工作报表和充电机及蓄电池的历史数据。所有操作过程、充电参数和报警记录可在屏幕上显示或打印。大大方便上级主管部门的查询和业务管理。
6各种充电过程曲线可事先演示，以便操作人员根据实际充电情况选择最合理、最经济的充电参数与曲线。由于该充电机具有多种充电模式，每个操作人员不是都很熟悉各种充电模式。特别是本机首创的变流充电模式，一般的操作人员都是首次操作。为了让操作人员能根据实际充电情况选择最合理、最经济的充电参数与曲线，本发明增加了对将要进行的充电曲线的主要拐点事先演示的功能。为方便用户，在充电过程中也可以修改而不影响充电过程的进行。
7机内储有温度修正函数，在充电过程中自动根据环境温度，修正充电机的输出电流。如果环境温度较高，充电机输出的电流将比预定值适当减少，以延长充电机与蓄电池的寿命；反之，充电机输出的电流将比预定值适当增加，以缩短充电时间。
图1为本发明的变流充电模式的充电曲线图2为已有技术的恒流初充电模式的充电曲线图；图3为已有技术的恒流分阶段充电模式的充电曲线图；图4为已有技术的恒流恒压充电模式的充电曲线图；图5为本发明的定阈充电模式的充电曲线图；图6为本发明一较佳实施例的原理方框图；图7为本发明一较佳实施例中的主程序框图；图8为本发明一较佳实施例中的充电参数测量运算处理子程序框图；图9为本发明一较佳实施例中的参数设置子程序流程框图；图10为本发明一较佳实施例中的充电预演子程序流程框图；图11为本发明一较佳实施例中的充电模式转换子程序流程框图；图12为本发明一较佳实施例中的蓄电池新旧程度判别子程序流程框图；图13为本发明一较佳实施例中的多组蓄电池充足鉴别子程序流程框图；图14为本发明一较佳实施例中的变流充电的工作原理流程框图。
下面将结合附图对本发明的一个较佳实施例进行说明。
如图6所示，本发明的一个较佳施例的充电机包括可控整流系统和主机系统，其中可控整流系统包括输入电网1、可控整流电路2、移相触发电路16；主机系统包括故障判断电路4、电池电量监测电路5、充电电流监测电路6、A/D转换电路7、中央处理单元8、总线9、控制程序储存电路10、数据锁存电路11、充电参数状态显示电路12、充电参数输入电路13、D/A转换电路14、温度检测电路15、与中央监控计算机联网的通讯接口电路17、关机控制电路18。
在本发明的充电机的可控整流系统中，采用线性度好、移相范围宽、能宽脉冲触发的专用触发器组成移相触发电路16。由主机系统的D/A转换电路14送来的控制电压对移相触发电路16进行控制，其受控输出的移相触发脉冲去触发可控整流电路2中的大功率可控硅，改变它们的控制角α。从而使充电机输出的电流改变。
本发明的充电机通电后，主机系统进入初始化状态，在中央处理单元8的控制下，电池电量监测电路5、充电电流监测电路6、环境温度检测电路15把各自检测到的模拟信号送入A/D转换电路7；由A/D转换电路7转换成数字信号送入数据锁存电路11，在中央处理单元8结合控制程序储存电路10的控制下，准备接受充电参数输入电路13输入的充电参数。由充电参数输入电路13输入充电参数后，经过中央处理单元8和控制程序储存电路10的数据运算、处理后，中央处理单元8发出充电指令，再经过D/A转换电路14转换成控制电压，控制移相触发电路16，触发和控制可控硅的导通角，充电机输出受控的直流电流对蓄电池组充电。同时由温度检测电路15送来的温度模拟信号经A/D转换电路7转换成数字信号，在中央处理单元8的控制下修正输出的直流电流。如果本发明的充电机已联网，则通讯接口电路17负责与中央监控计算机之间的联网通讯。
下面介绍各单元电路的功能1.故障判断电路4具有较全面的保护报警功能。若充电机输出开路、短路或蓄电池极性接反，充电机会立即判断故障并报警关机，并显示故障原因。若蓄电池极性接反，充电机无法启动，也显示故障原因。若充电机输出电流过载或蓄电池输入电流过载，会把该过载信号快速输入中央处理单元8，经过运算处理后由控制程序储存电路10发出报警关机信号，有效地保护了充电机不会因过载而损坏，保护蓄电池不会因输入电流过大而损坏。2.电池电量监测电路5在充电过程中，该电池电量监测电路会自动检测蓄电池组的电量情况。此电量情况经过A/D转换电路7转换成数字信号后送入中央处理单元8计算处理，再由控制程序储存电路10按蓄电池组的电量情况和不同的充电模式输出，相应地控制电压控制可控硅的导通角，使充电机输出的电流按预定的充电曲线变化。3.充电电流监测电路6在充电过程中，该充电电流监测电路会自动检测输出的充电电流。充电电流经过预放大后由A/D转换电路7转换成数字信号后送入中央处理单元8计算处理，再由控制程序储存电路10按蓄电池组当前的电量情况和不同的充电模式，输出相应的控制电压控制可控硅的导通角，使充电机输出的电流按预定的充电曲线变化。4.A/D转换电路7A/D转换器采用低功耗多通道串行高数位模数转换器。用于把充电机检测到的蓄电池组的电量模拟量信号、充电机输出的充电电流模拟量信号、环境温度模拟量信号转换成高精度数字信号，送入中央处理单元8进行计算处理。5.中央处理单元8本单元是主机系统的核心部分。各种检测到的数据都由中央处理单元8进行运算处理，然后发出各种控制指令。6.总线9总线9是地址总线、数据总线和控制总线的总称。主机系统中所有的数据和控制指令均根据中央处理单元8在各单元电路间按不同的地址进行传输。7.控制程序储存电路10控制程序储存电路10是存放所有本发明的主程序和各种子程序的地方，其中包括蓄电池组数设置子程序、充电参数设置子程序、充电模式设置子程序、充电过程预演子程序、充电状态参数测量运算子程序、蓄电池状态参数显示子程序等。主机系统检测到的各种数据经过中央处理单元8的运算、处理，按该电路储存的控制程序由中央处理单元8发出指令，充电机或改变输出相应的直流电流，或充足关机，或紧急报警关机，并显示相应的参数及状态。8.数据锁存电路11主机系统检测到的各种数据，在数据锁存电路11中锁存。经中央处理单元8进行运算处理后，按照控制程序储存电路10中存放的控制程序然后发出各种控制指令。9.充电参数状态显示电路12充电参数显示采用了双窗口8段超高亮度大面积LED发光二极管，分别显示蓄电池组当前电压和充电机输出电流及过载、充电结束等状态信息。由充电参数状态显示电路12显示，以便操作人员了解目前充电机的状况。10.充电参数输入电路13本发明的充电机在开机前，须输入各种充电参数和设置充电模式，即输入待充蓄电池组的额定电压、额定容量、蓄电池组数、充电模式、是否加时充电或定时工作方式。这些均由充电参数输入电路13进行输入，然后由主机系统进行充电电流的控制。本机的输入按键有蓄电池额定电压预置、蓄电池额定容量预置、蓄电池组数预置、温度补偿、参数增加、参数减少、参数存入、充电曲线演示、充电模式与充电方式转换等按键。按键输入全部由按键管理子程序控制。11.D/A转换电路14中央处理单元8进行运算处理后，按照控制程序储存电路10中存放的控制程序发出控制的电压均为数字信号，须把它通过D/A转换电路14转换成模拟量信号，再输入移相触发电路16控制可控硅的导通角，改变充电机输出的直流电流。12.温度检测电路15充电机的环境温度由温度检测电路15检测，经A/D转换电路14转换成模拟量信号，输入中央处理单元8，控制程序储存电路10中存放的温度补偿系数对中央处理单元8发出的电流控制信号进行修正。如果环境温度较高，充电机输出的电流将比预定的适当减少，以延长蓄电池的寿命；反之，充电机输出的电流将比预定的适当增加，以缩短充电时间。13.通讯接口电路17通讯接口电路17是专门与中央监控计算机联网通讯的接口，所有的充电机的状态、参数和中央监控计算机发出的指令均通过通讯接口电路17进行数据通讯和控制。它具有减少转换速率、减少电磁干扰的特点，能进行高速无误差地传送数据。14.关机控制电路18充电机在充电过程中，遇到充电电流过大(过载)，或者充电机与蓄电池组的连接线突然断开，或者充电过程自然结束，中央处理单元8将发出关机指令。这个关机指令就通过关机控制电路18结束充电过程。
下面参照图7至图14描述本发明的充电机的工作过程。
如图7所示，充电机在输入连上电网、输出连上蓄电池组后，合上控制电源按钮，充电机上电进行初始化，步骤71检测是否有禁止启动的情况。如有，充电机将报警并显示故障原因；如果充电机允许启动，可先设置充电参数，设置参数时依次启动蓄电池组数设置子程序、充电参数设置子程序、充电模式设置子程序、充电过程预演子程序、充电状态参数测量运算子程序、蓄电池状态参数显示子程序，参数设置完毕后即可启动充电；在充电过程中，充电机把检测到的各种参数，输入中央处理单元8进行运算、处理，并在主程序的控制下，使得充电机的输出电流按开机前设置的参数和模式作修正，充电电流按预定的充电曲线进行变化。
图8的充电参数测量运算处理子程序本发明在充电过程中，充电机随时通过监测电路监测充电参数，经过A/D转换电路7转换成数字信号送入数据锁存电路11，步骤81读入充电模式；步骤82采集充电参数；步骤83读入充电参数；步骤84判断充电电流是否符合规定的曲线，如符合则移相控制电压不变并重新从步骤82开始，如不符合则进入步骤85判断充电电流是否过大，如过大则减小移相控制电压并重新从步骤82开始，如没有过大则增加移相控制电压该并重新从步骤82开始。
在图9的充电参数设置子程序中充电开始前，必须先进行充电参数设置先设置待充电蓄电池组数N，再通过面板上的输入按键依次设置第一组到第N组的蓄电池组的额定电压、额定容量、蓄电池组数、电池放电情况、电池新旧程度，可设置合适的充电参数与充电方式，并存入数据锁存电路11。此时，充电机主变压器次级将选中合适的电压输出档次(以提高充电机的功率因数)。最后充电机进入启动状态。
如图10所示的充电预演子程序可以预先演示本机涵盖的所有五种充电曲线主要转折点的充电参数。该程序步骤101判断工作模式；步骤102及步骤103从数据锁存电路11中读出相应充电模式的数学方程并读出输入的充电参数；步骤104解出该充电模式下主要拐点的数学方程；最后步骤105显示该充电模式下主要拐点的充电数据。
如图11所示的充电模式转换子程序步骤111读入当前充电模式的标志；步骤112读入转换充电模式的命令；接着步骤113转换当前充电模式；最后步骤114显示当前充电模式。本发明的充电机在具有变流充电功能的同时，也涵盖了目前常用的多种充电模式。通过充电模式转换子程序，可在开机选择上述五种充电模式中的任意一种模式充电，并可在充电过程中随意进行转换。
状态参数显示子程序显示当前充电机输出的电压、电流，及发生故障时的原因和充电机的当前与结束状态。
蓄电池使用日久，极板上的有效物质会逐渐脱落、失效，表现在同样使用条件下，蓄电池可蓄的电量逐渐降低，即蓄电池逐渐陈旧老化。如图12所示的蓄电池新旧程度判别子程序的步骤121读入当前蓄池电压的数值；步骤122读入最后前一段时间蓄电池电压的数值；步骤123计算最近前一段时间蓄电池电压上升的数值；步骤124计算近15分钟内蓄电池电压上升值与时间轴的夹角α；步骤125判断蓄电池升值夹角α是否小于或等于旧电池判别角β；如不是则返回到步骤121；如是则继续步骤126保持当前充电参数，以节约能源，缩短充电时间和延长蓄电池寿命。
由于多组蓄电池串联充电时，每组蓄电池的容量、新旧程度、放电情况可能不一致。因此可能产生有的蓄电池组早已充足、有的蓄电池组尚未充足的情况。不论继续充电还是停止充电，都对蓄电池不利，应该分别处理。如图13所示的多组蓄电池充足分别鉴别子程序用于在整个充电过程中，密切监测各组蓄电池的电量情况。如果哪一组蓄电池已充足，就发出报讯信号通知操作人员更换，以利于节约能源和延长蓄电池寿命。该程序步骤131读入第N组蓄电池的额定电压；步骤132读入第N组蓄电池的当前电压；步骤133判断第N组蓄电池是否达到结束电压；如是则进入步骤135维持较小的电流继续充电；步骤136发出第N组蓄电池已充足的声光信号；如不是则进入步骤134判别第N组蓄电池是旧的吗？；如是旧的则执行步骤135及步骤136；如不是旧的则继续充电并回到步骤133。
在图14的变流充电的工作原理流程框图中充电过程中电池电量监测电路5检测到的蓄电池的端电压值(模拟信号)通过A/D转换电路7转换为数字信号v1。充电机当前输出的电流值(模拟信号)也通过A/D转换电路7转换成数字信号i1。把电压值v1与控制程序储存电路10储存的充电曲线数学方程进行快速运算，得出当前充电模式及当前参数下应有的电流值i1′。步骤141把i1与i1′进行比较若i1＜i1′，中央处理单元8发出指令，使i1增加；若i1＞i1′，中央处理单元8则使i1减少。如此不断的修正，直至i1＝i1′，达到一个动态的平衡点。随着充电过程的进行，蓄电池的端电压逐渐升高，微机检测到的电压值为v2，充电机当前输出的电流值i2。经过充电曲线数学方程的快速运算，得出当前充电模式及当前参数下应有的电流值i2′。然后再把i2与i2′进行比较中央处理单元8又发出修正指令。如此不断的修正，直至i2＝i2′，达到又一个动态的平衡点。如此，随着充电进程的推移，一个个平衡点即组成了一条近似于横写的“S”形曲线。它表示充电开始时，蓄电池的电压较低，充电机的输出电流较大；随着蓄电池电压的逐渐升高，充电机的输出电流逐渐减少；蓄电池将近充满时，充电电流急速减少；蓄电池充满时，充电电流减为零，充电机自动关机。本次充电过程结束，充电机再次进入初始状态，准备下一次充电。
权利要求
1.一种大功率智能充电机，包括可控整流电路和控制单元，其特征在于所述控制单元由中央处理单元、控制程序存储电路及数据锁存电路组成，该充电机还包含监测电路，用于判断故障和/或监测环境温度、电池电量、充电电流；A/D转换电路，用于将监测到的模拟信号转换成数字信号后送入数据锁存电路锁存或直接送入中央处理单元进行处理；D/A转换电路，用于将中央处理单元处理后的数字信号转换成模拟信号；移相触发电路，用于采用输入的模拟信号控制可控整流电路输出相应的充电电流；
2.如权利要求1所述的充电机，其特征在于所述监测电路为故障判断与显示电路，用于在充电机输出开路、短路或蓄电池极性接反时立即判断故障并报警关机，并显示故障原因。
3.如权利要求1所述的充电机，其特征在于所述监测电路为一电池电量监测电路，用于在充电过程中自动检测蓄电池组的电量情况。
4.如权利要求1所述的充电机，其特征在于所述监测电路为一充电电流监测电路，用于在充电过程中自动检测输出的充电电流。
5.如权利要求1所述的充电机，其特征在于还包含一充电参数状态显示电路(12)，用于分别显示蓄电池组当前电压和充电机输出电流及过载、充电结束等状态信息。
6.如权利要求1所述的充电机，其特征在于还包含一充电参数输入电路(13)，用于在充电机开机前输入待充蓄电池组的额定电压、额定容量、蓄电池组数和设置充电模式，是否加时充电或定时充电的工作方式，然后由主机系统进行充电电流的控制，以上充电参数的设置全部由相应的按键来完成，按键输入全部由控制单元控制完成。
7.如权利要求1所述的充电机，其特征在于所述监测电路为一环境温度检测电路(15)，用于检测充电机的环境温度，该数据经A/D转换电路(14)转换成数字信号，输入中央处理单元(8)，控制程序储存电路(10)中存放的温度补偿系数对中央处理单元发出的电流控制信号进行修正，如果环境温度较高，充电机输出的电流将比预定的适当减少，反之，充电机输出的电流将比预定的适当增加，以缩短充电时间。
8.如权利要求1所述的充电机，其特征在于还包含一通讯接口电路(17)，该通讯接口电路是专门与中央监控计算机联网通讯的接口，用于传输和控制所有的充电机的状态、参数和中央监控计算机发出的指令。
9.如权利要求1所述的充电机，其特征在于还包含一关机控制电路(18)，用于在遇到充电电流过大(过载)，或者充电机与蓄电池组的连接线突然断开，或者充电过程自然结束，由中央处理单元(8)将发出关机指令。
10.一种大功率智能充电机的充电方法，其特征在于包含以下步骤常压交流电经输入电网(11)进入可控整流电路(2)整流后输入待充电的蓄电池组，监测电路将监测到的值经A/D转换电路(7)转换为数字信号后输入控制单元，该数字信号经控制单元处理后进入D/A转换电路(14)转换为模拟信号后输入移相触发电路(16)最后控制可控整流电路，使充电机输出受控的充电电流。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于所述控制单元的处理步骤如下步骤1读入当前蓄池电压的数值；步骤2读入预定时间前的蓄电池电压的数值；步骤3计算最近的预定时间内的蓄电池电压上升的数值；步骤4计算近的预定时间内蓄电池电压上升值与时间轴的夹角α；步骤5判断蓄电池上升夹角α是否小于或等于旧电池判别角β；如不是则返回到步骤1；如是则继续步骤6保持当前充电参数。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于所述控制单元的处理步骤如下步骤1读入第N组蓄电池的额定电压；步骤2读入第N组蓄电池的当前电压；步骤3判断第N组蓄电池是否达到结束电压；如是则进入步骤5维持较小的电流继续充电；步骤6发出第N组蓄电池已充足的声光信号；如不是则进入步骤4判别第N组蓄电池是否旧电池；如是旧的则执行步骤5及步骤6；如不是旧的则继续充电并回到步骤3。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于所述控制单元的处理步骤如下步骤1读入当前充电模式的标志；步骤2读入转换充电模式的命令；步骤3转换当前充电模式；步骤4显示当前充电模式。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于所述控制单元的处理步骤如下步骤1判断工作模式；步骤2及步骤3从数据锁存电路(11)中读出相应充电模式的数学方程并读出输入的充电参数；步骤4解出该充电模式下数学方程的主要拐点；步骤5显示该充电模式下主要拐点的充电参数。
15.如权利要求10所述的方法，其特征在包含以下步骤充电机随时监测充电参数的变化，经过A/D转换电路(7)转换成数字信号送入数据锁存电路(11)，并与中央处理器内储存的曲线方程比较、运算处理后，控制移相触发电路(15)，改变可控硅导通角控制电压，使充电机的输出电压、电流发生改变。充电机把每次监测到的参数经中央处理单元(8)运算处理后，又使充电机的输出电压、电流改变，最终使充电机的输出电流符合预定的充电曲线。
16.如权利要求1所述的大功率智能充电机，其特征在于所述监测电路由温度检测电路、电池电量监测电路、充电电流监测电路共同组成。
17.如权利要求16所述的大功率智能充电机的充电方法，其特征在于包含以下步骤充电机在输入连上电网、输出连上蓄电池组后，合上控制电源按钮，充电机上电进行初始化，检测是否有禁止启动的情况，如有，充电机将报警并显示故障原因；如果充电机允许启动，可先设置充电参数，其中包括蓄电池组数、充电参数、充电模式，然后预演充电过程、测量运算充电状态参数、显示蓄电池状态参数，随后启动充电，在充电过程中，充电机把检测到的各种参数，输入中央处理单元进行运算、处理，并在主程序的控制下，使得充电机的输出电流按开机前设置的参数和模式作修正，充电电流按预定的充电曲线进行变化。
18.一种大功率智能充电机自动变流控制充电的方法，其特征在于充电过程中电池电量监测电路(5)检测到的蓄电池的端电压值(模拟信号)通过A/D转换电路(7)转换为数字信号v1；充电机当前输出的电流值(模拟信号)也通过A/D转换电路(7)转换成数字信号i1；把电压值v1与控制程序储存电路(10)储存的充电曲线数学方程进行快速运算，得出当前充电模式及当前参数下应有的电流值i1′，然后把i1与i1′进行比较若i1＜i1′，中央处理单元(8)发出指令，使i1增加；若i1＞i1′，中央处理单元(8)则使i1减少，如此不断的修正，直至i1＝i1′，达到一个动态的平衡点，随着充电过程的进行，蓄电池的端电压逐渐升高，微机检测到的电压值为v2，充电机当前输出的电流值i2；经过充电曲线数学方程的快速运算，得出当前充电模式及当前参数下应有的电流值i2′；然后再把i2与i2′进行比较中央处理单元(8)又发出修正指令。如此不断的修正，直至i2＝i2′，达到又一个动态的平衡点。如此，随着充电进程的推移，一个个平衡点即组成了一条近似于横写的“S”形曲线，它表示充电开始时，蓄电池的电压较低，充电机的输出电流较大；随着蓄电池电压的逐渐升高，充电机的输出电流逐渐减少；蓄电池将近充满时，充电电流急速减少；蓄电池充满时，充电电流减为零，充电机自动关机；本次充电过程结束，充电机再次进入初始状态，准备下一次充电。
全文摘要
本发明公开了一种大功率智能充电机及变流充电方法,该充电机包括可控整流电路和控制单元,还包含监测电路,D/A转换电路及A/D转换电路及触发电路。变流充电根据检测到的蓄电池电量充足程度,从初充电时的大电流逐渐减小直至充足时,充电电流降为零,从而规定了充电电流按预定的充电曲线从头至尾自动完成。另外,本发明的充电机还有智能化,能大大延长蓄电池寿命,缩短充电时间,节能等优点。
文档编号H01M10/44GK1333589SQ0011700
公开日2002年1月30日 申请日期2000年7月6日 优先权日2000年7月6日
发明者陈祖康, 王义庆, 倪成凤 申请人:上海师范大学, 上海高创电脑技术工程公司