本實用新型涉及充電技術領域，尤其涉及一種AUV鋰離子電池充電裝置。

背景技術：

AUV是無纜水下機器人的英文縮寫，習慣稱為自主式水下潛器(Autonomous Underwater Vehicle，簡稱AUV)。

水下機器人主要分為兩大類：一類是有纜水下機器人，習慣稱為遙控潛器(Remote Operated Vehicle，簡稱ROV)；另一類是無纜水下機器人，習慣稱為自主式水下潛器(Autonomous Underwater Vehicle，簡稱AUV)。自主式水下機器人是新一代水下機器人，具有活動范圍大、機動性好、安全、智能化等優點，成為完成各種水下任務的重要工具。例如，在民用領域，可用于鋪設管線、海底考察、數據收集、鉆井支援、海底施工，水下設備維護與維修等；在軍用領域則可用于偵察、布雷、掃雷、援潛和救生等。由于無纜水下機器人具有活動范圍不受電纜限制，隱蔽性好等優點，所以從60年代中期起，工業界和軍方開始對無纜水下機器人發生興趣。由于AUV主要采用電池驅動，近年來隨著鋰離子電池的功率密度高、重量輕等特點被廣泛采用到AUV項目的研制上，那么如何能夠高效安全的為AUV上的鋰離子電池組充電是需要迫切解決的問題。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題在于提供一種體積小，串聯充電過程及并聯充電過程過程安全高效可控的供AUV使用的鋰離子電池充電裝置。

實現本實用新型目的的技術方案是：一種AUV鋰離子電池充電裝置，包括充電裝置本體和鋰離子電池組，所述的充電裝置本體與鋰離子電池組相連接；充電裝置本體包括柜體、串充模塊、并充模塊、信號采集模塊和人機交互模塊，串充模塊、并充模塊和信號采集模塊均設置在柜體內，信號采集模塊用于采集鋰離子電池組的電壓及溫度信號，信號采集模塊將采集到的鋰離子電池組的電壓及溫度信號上報給人機交互模塊，串充模塊和并充模塊將交流電能轉換為直流電能給鋰離子電池組充電，人機交互模塊實時調節串充模塊和并充模塊的工作參數，同時將AUV鋰離子電池充電裝置的充電信息實時顯示在人機交互模塊上。

作為本實用新型的優化方案，充電裝置本體還包括冷卻風路，冷卻風路用于對串充模塊和并充模塊進行風冷，冷卻風路包括若干組進風口和出風口，進風口設置在柜體的正面，出風口設置在柜體的背面。

作為本實用新型的優化方案，充電裝置本體還包括交流電源連接器、串充直流電源連接器、并充直流電源連接器和信號采集連接器，交流電源連接器的輸入接頭連接交流電源，串充模塊通過串充直流電源連接器與鋰離子電池組相連接，并充模塊通過并充直流電源連接器與鋰離子電池組相連接，信號采集模塊通過信號采集連接器與鋰離子電池組相連接。

作為本實用新型的優化方案，人機交互模塊包括復雜可編程邏輯器件和觸摸屏，所述的觸摸屏通過復雜可編程邏輯器件分別與串充模塊、并充模塊和信號采集模塊相連接。

作為本實用新型的優化方案，串充模塊包括功率因數校正電路PFC和諧振電路LLC，功率因數校正電路PFC和諧振電路LLC相連接，交流電能通過功率因數校正電路PFC和諧振電路LLC轉換為直流電能。

作為本實用新型的優化方案，并充模塊包括功率因數校正電路PFC和諧振電路LLC，功率因數校正電路PFC和諧振電路LLC相連接，交流電能通過功率因數校正電路PFC和諧振電路LLC轉換為直流電能。

作為本實用新型的優化方案，串充模塊的功率因數校正電路PFC和并充模塊的功率因數校正電路PFC均為交錯式有源功率因數校正電路。

作為本實用新型的優化方案，串充模塊的諧振電路LLC和并充模塊的諧振電路LLC均為諧振DCDC轉換器

本實用新型具有積極的效果：本實用新型采用的強制風冷方式和有效的散熱風道設計，集成了人機交互模塊、串充模塊、并充模塊及信號采集模塊于一體，保證了設計的緊湊性，達到了體積小、重量輕的目標；通過查看人機交互模塊的輸入輸出參數及整機的工作狀態，實現了對整機工作的智能化控制和與外部設備及控制單元的通信功能，充電全過程安全可控。

附圖說明

為了使本實用新型的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明：

圖1為本實用新型的正視圖；

圖2為本實用新型的后視圖；

圖3為本實用新型的連接關系圖。

其中：1、進風口，2、出風口，3、交流電源連接器的輸入接頭，4、串充直流電源連接器的輸出接頭，5、并充直流電源連接器的輸出接頭，6、信號采集連接器接頭，

具體實施方式

如圖1-2所示，本實用新型提供了一種AUV鋰離子電池充電裝置，包括充電裝置本體和鋰離子電池組，充電裝置本體與鋰離子電池組相連接；充電裝置本體包括柜體、串充模塊、并充模塊、信號采集模塊和人機交互模塊，串充模塊、并充模塊和信號采集模塊均設置在柜體內，信號采集模塊用于采集鋰離子電池組的電壓及溫度信號，信號采集模塊將采集到的鋰離子電池組的電壓及溫度信號上報給人機交互模塊，串充模塊和并充模塊將交流電能轉換為直流電能給鋰離子電池組充電，人機交互模塊實時調節串充模塊和并充模塊的工作參數，同時將AUV鋰離子電池充電裝置的充電信息實時顯示在人機交互模塊上。

充電裝置本體還包括冷卻風路，冷卻風路用于對串充模塊和并充模塊進行風冷，冷卻風路包括若干組進風口1和出風口2，進風口1設置在柜體的正面，出風口2設置在柜體的背面。其中，冷卻風路采用強制風冷的形式散熱，冷卻風路利用空氣的對流對充電裝置本體進行冷卻，無需設計專用的冷卻設備，使得整體結構緊湊，減少了零部件，利于整體化設計。

充電裝置本體還包括交流電源連接器、串充直流電源連接器、并充直流電源連接器和信號采集連接器，交流電源連接器的輸入接頭連接交流電源，串充模塊通過串充直流電源連接器與鋰離子電池組相連接，并充模塊通過并充直流電源連接器與鋰離子電池組相連接，信號采集模塊通過信號采集連接器與鋰離子電池組相連接。在柜體內部，串充模塊、并充模塊及信號采集模塊均通過內部總線與人機交互模塊連接，從而可以得到人機交互模塊的充電控制。

人機交互模塊包括復雜可編程邏輯器件和觸摸屏，觸摸屏通過復雜可編程邏輯器件分別與串充模塊、并充模塊和信號采集模塊相連接。其中，人機交互模塊是采用ARM處理器搭建的一套基于Linux系統運行的中央處理單元，在其Linux上運行有AUV鋰離子電池組充電裝置管理軟件，通過觸摸屏操作整個AUV鋰離子電池充電裝置的啟停及內部參數設置。

串充模塊包括功率因數校正電路PFC和諧振電路LLC，功率因數校正電路PFC和諧振電路LLC相連接，交流電能通過功率因數校正電路PFC和諧振電路LLC轉換為直流電能。

并充模塊包括功率因數校正電路PFC和諧振電路LLC，功率因數校正電路PFC和諧振電路LLC相連接，交流電能通過功率因數校正電路PFC和諧振電路LLC轉換為直流電能。

串充模塊的功率因數校正電路PFC和并充模塊的功率因數校正電路PFC均為交錯式有源功率因數校正電路。

串充模塊的諧振電路LLC和并充模塊的諧振電路LLC均為諧振DCDC轉換器。

工作時，首先將380V交流電插入到交流電源連接器的輸入接頭3上，電能分別通過串充模塊和并充模塊內部的功率因數校正電路PFC和諧振電路LLC，轉換為適當的直流電能，通過串充直流電源連接器的輸出接頭4和并充直流電源連接器的輸出接頭5為鋰離子電池組充電。在此過程中，復雜可編程邏輯器以全數字控制方式對功率因數校正電路PFC和諧振電路LLC進行全程監控，并根據監控結果，在四種狀態下切換。四種狀態分別是閑置、充電、完成和出錯，當監控狀態正常時，復雜可編程邏輯器應當切換至工作或完成，而當監控狀態異常時，復雜可編程邏輯器應當切換至出錯。信號采集模塊實現充電用電壓和電流等參數設置，以及監控包括復雜可編程邏輯器在內的整個系統的工作狀態，并負責通過CAN總線或網線進行外部通信。

信號采集模塊與鋰離子電池組通過信號采集連接器接頭6連接，并將做采集的信息通過內部通信總線上報給人機交互模塊。人機交互模塊的輸入端為觸摸屏。連接完成后，在人機交互模塊的輸入端輸入電壓、電流等相關參數，點擊開始按鈕，在人機交互模塊未監測到異常的情況下，串充模塊和并充模塊依次按照設定開始工作。人機交互模塊和串充模塊和并充模塊之間通過內部通信總線實時傳輸相關數據，人機交互模塊通過信號采集模塊對鋰離子電池組進行信號采集并實時調整串充模塊和并充模塊的工作參數，以實現完整的閉環控制，同時將充電裝置的信息實時的顯示在人機交互模塊的觸摸屏上，使用者可以及時了解AUV鋰離子電池充電裝置的工作狀態。

以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。