本发明涉及智能充电,具体为一种电源模块的充电控制方法及系统。
背景技术:
1、在现代电子设备的使用中,电源模块的充电控制扮演着至关重要的角色,尤其是在为移动设备如智能手机提供能量时,传统的充电控制策略主要依据被充电设备的剩余电量来确定充电器的充电模式,比如恒流充电或恒压充电。
2、传统的充电控制方法在充电过程中,往往存在对电池状态监控不足、数据处理能力较低、响应滞后等缺点,导致充电效率低、充电安全性差、异常情况处理不及时,这些问题直接影响了设备的整体性能,尤其是在复杂环境下,充电模块未能根据实时数据进行灵活调整,可能造成电池过充、过放或过热等问题,从而加速电池老化、缩短使用寿命。
3、所以我们提出了一种电源模块的充电控制方法,以便于解决上述提出的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种电源模块的充电控制方法,以解决上述背景技术提出充电模块未能根据实时数据进行灵活调整,可能造成电池过充、过放或过热等问题,从而加速电池老化、缩短使用寿命的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种电源模块的充电控制方法,具体步骤如下;
3、步骤s1、数据采集,通过设置数据采集模块,对电源模块充电过程中的电池性能数据、充电状态数据、环境调节数据以及电池状态数据进行采集,并整合为多源数据;
4、步骤s2、数据处理,通过数据处理模块对数据采集模块采集到的多源数据进行预处理及无量纲处理,并将处理完毕后的多源数据重新整理为第一数据集、第二数据集以及第三数据集;
5、步骤s3、数据计算,通过数据计算模块对数据处理模块整理后的第一数据集、第二数据集以及第三数据集进行整合计算,从而生成调整参考系数tzx;
6、步骤s4、数据分析,通过数据分析模块对数据计算模块计算获取的调整参考系数tzx进行数据分析,从而生成第一对比结果,并根据第一对比结果判断是否需要切换电池充电状态;
7、若第一对比结果显示未需要切换电池充电状态,则进行第二次分析,从而生成第二对比结果,并根据第二对比结果,对电池的充电状态进行调整;
8、步骤s5、调整以及反馈,通过执行模块执行调整电池的充电状态,并将各项数据通过通信模块反馈至终端。
9、优选的,所述步骤s1中,数据采集模块包括第一采集单元、第二采集单元、第三采集单元以及第四采集单元;
10、其中第一采集单元用于采集电池性能数据,第二采集单元用于采集充电状态数据,第三采集单元用于采集环境调节数据,第四采集单元用于采集电池状态数据。
11、优选的,所述步骤s2中,数据处理模块包括数据预处理单元和数据整理单元,数据预处理单元用于对多源数据进行预处理及无量纲化,数据整理单元用于对处理后的多源数据进行重新整理,从而生成第一数据集、第二数据集以及第三数据集;
12、第一数据集包括电池电压、电池电流、电池温度以及电池内阻;
13、其中电池电压按照时间戳分别记为ddy1、ddy2、ddy3、...、ddyn;
14、电池电流按照时间戳分别记为ddl1、ddl2、ddl3、...、ddln;
15、电池温度按照时间戳分别记为dwd1、dwd2、dwd3、...、dwdn;
16、电池内阻按照时间戳分别记为dnz1、dnz2、dnz3、...、dnzn;
17、第二数据集包括充电电压、充电电流、充电时间以及充电循环次数;
18、其中充电电压按照时间戳分别记为cdy1、cdy2、cdy3、...、cdyn;
19、充电电流按照时间戳分别记为cdl1、cdl2、cdl3、...、cdln;
20、电循环次数按照时间戳分别记为cxh1、cxh2、cxh3、...、cxhn;
21、第三数据集包括环境温度、环境湿度以及工作负荷;
22、其中环境温度按照时间戳分别记为hwd1、hwd2、hwd3、...、hwdn;
23、环境湿度按照时间戳分别记为hsd1、hsd2、hsd3、...、hsdn;
24、工作负荷按照时间戳分别记为gfh1、gfh2、gfh3、...、gfhn,
25、优选的,所述步骤s3中,数据计算模块包括第一计算单元和第二计算单元,第一计算单元用于整合第一数据集、第二数据集以及第三数据集,从而计算获取第一参考系数s1、第二参考系数s2以及第三参考系数s3,第二计算单元用于整合第一参考系数s1、第二参考系数s2以及第三参考系数s3从而计算获取调整参考系数tzx。
26、优选的,所述步骤s3中,第一参考系数s1、第二参考系数s2以及第三参考系数s3分别通过下述公式计算获取;
27、
28、<mi>s2=[(</mi><msub><mi>cdy</mi><mi>n</mi></msub><mi>-</mi><msub><mi>cdy</mi><mi>n-1</mi></msub><mi>)</mi><mi>×(</mi><msub><mi>cdl</mi><mi>n</mi></msub><mi>-</mi><msub><mi>cdl</mi><mi>n-1</mi></msub><mi>)+(</mi><msub><mi>cxh</mi><mi>n</mi></msub><mi>-</mi><msub><mi>cxh</mi><mi>n-1</mi></msub><mi>)]×csj</mi><mi>;</mi>
29、
30、式中:ddyn、ddln、dwdn、dnzn、cdyn、cdln、cxhn、hwdn、hsdn以及gfhn分别为n时间戳下的电池电压、电池电流、电池温度、电池内阻、充电电压、充电电流、电循环次数、环境温度、环境湿度以及工作负荷;
31、ddyn-1、ddln-1、dwdn-1、dn-1zn-1、cdyn-1、cdln-1、cxhn-1、hwdn-1、hsdn-1以及gfhn-1分别为n-1时间戳下的电池电压、电池电流、电池温度、电池内阻、充电电压、充电电流、电循环次数、环境温度、环境湿度以及工作负荷;
32、csj为充电时间,
33、优选的,所述步骤s3中,调整参考系数tzx通过下述公式计算获取;
34、
35、式中:s1为第一参考系数,s2为第二参考系数,s3为第三参考系数。
36、优选的,所述步骤s4中,所述数据分析模块包括第一分析单元和第二分析单元;
37、所述第一分析单元用内预设有第一阈值y,所述第一分析单元通过将第一阈值y与计算获取的调整参考系数tzx进行对比,从而生成第一对比结果;
38、所述第二分析单元内设置有第二阈值r,所述第二分析单元将调整参考系数tzx与第一阈值y进行整合计算,从而生成量级划分系数ljz,并将量级划分系数ljz与预设的第二阈值r进行对比从而生成第二对比结果。
39、优选的,述第一对比结果如下;
40、当时,代表充电模块无异常;
41、当时,代表充电模块有异常;
42、所述第二对比结果如下;
43、当时,代表当前充电模块出现一级异常;
44、当时,代表当前充电模块出现二级异常;
45、当时,代表当前充电模块出现三级异常;
46、量级划分系数ljz通过下述公式计算获取;
47、
48、式中:tzx为调整参考系数,y为第一阈值。
49、优选的,所述步骤s5中,所述执行模块的具体调整方式如下;
50、当充电模块出现一级异常时,充电电压偏离设定值±5%以内,本方法通过pwm技术调整充电器的输出,确保充电电压回归到正常范围,充电电流偏离设定值±5%以内,本方法会启动限流保护,将电流调整至合适范围下降5%-10%,以降低电池的压力,电流恢复到正常后,逐渐提升回默认值,增加温度监控频率,每隔1秒采集一次温度数据,确保温度维持在正常范围内,若温度升高超出预期但未达危险温度,本方法会降低电流以减少发热;
51、当充电模块出现二级异常时,当电流偏差较大超出设定值的10%-20%,本方法会立即启动限流模式,将电流调节到安全范围,并根据情况逐步降低电流下降20%,以减缓电池负荷,当本方法检测到温度显著升高时高于正常温度20%,本方法会采取间歇充电策略,即暂停充电一段时间,待温度下降后再恢复充电,以减少过热情况,间歇期的长短根据温度变化进行动态调整;
52、当充电模块出现三级异常时,本方法检测到三级异常时,会立即切断充电电源,停止所有充电行为,以避免因过载或过热导致的设备或电池损坏,在断电后,本方法将锁定当前异常状态,防止自动重启或恢复充电功能。
53、本技术还提供一种电源模块的充电控制系统,包括数据采集模块、数据处理模块、数据计算模块、数据分析模块以及执行模块;
54、所述数据采集模块用于采集电池运行中的多源数据;
55、所述数据处理模块用于对多源数据进行预处理,并将处理后的多源数据整理为第一数据集、第二数据集以及第三数据集;
56、所述数据计算模块用于对第一数据集、第二数据集以及第三数据集进行整合计算,从而生成调整参考系数tzx;
57、数据分析模块对数据计算模块计算获取的调整参考系数tzx进行数据分析,从而生成第一对比结果,并根据第一对比结果判断是否需要切换电池充电状态;
58、若第一对比结果显示未需要切换电池充电状态,则进行第二次分析,从而生成第二对比结果,并根据第二对比结果,对电池的充电状态进行调整;
59、执行模块用于执行调整电池的充电状态;
60、通信模块用于将各项数据反馈至终端。
61、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
62、1、本方法通过系统化的多源数据采集、处理、计算、分析以及充电状态的动态调整,与当前的传统充电控制方法相比,显著提升了智能化程度,此方法具备实时数据处理与反馈能力,使得充电过程更加高效、精准,改进之处包括大幅提高了对多源数据的分析能力,优化了充电安全性与效率,延长了电池的使用寿命。
63、2、通过对不同异常等级采取分级响应措施,本方法能够根据异常的严重程度采取最合适的处理方式,提升了异常处理的灵活性和针对性,无论是电压、电流还是温度控制,本方法都通过精准的调整和监控,最大限度地保障了充电过程的安全性,避免了因过电压、过电流或过热造成的风险,通过调整充电策略,本方法能够实时适应电池和环境变化,优化充电过程,提高了充电效率和设备使用寿命。
1.一种电源模块的充电控制方法,其特征在于:具体步骤如下;
2.根据权利要求1所述的电源模块的充电控制方法,其特征在于:所述步骤s1中,数据采集模块(1)包括第一采集单元(11)、第二采集单元(12)、第三采集单元(13)以及第四采集单元(14);
3.根据权利要求1所述的电源模块的充电控制方法,其特征在于:所述步骤s2中,数据处理模块(2)包括数据预处理单元(21)和数据整理单元(22),数据预处理单元(21)用于对多源数据进行预处理及无量纲化,数据整理单元(22)用于对处理后的多源数据进行重新整理,从而生成第一数据集、第二数据集以及第三数据集;
4.根据权利要求3所述的电源模块的充电控制方法,其特征在于:所述步骤s3中,数据计算模块(3)包括第一计算单元(31)和第二计算单元(32),第一计算单元(31)用于整合第一数据集、第二数据集以及第三数据集,从而计算获取第一参考系数s1、第二参考系数s2以及第三参考系数s3,第二计算单元(32)用于整合第一参考系数s1、第二参考系数s2以及第三参考系数s3从而计算获取调整参考系数tzx。
5.根据权利要求4所述的电源模块的充电控制方法,其特征在于:所述步骤s3中,第一参考系数s1、第二参考系数s2以及第三参考系数s3分别通过下述公式计算获取;
6.根据权利要求5所述的电源模块的充电控制方法,其特征在于:所述步骤s3中,调整参考系数tzx通过下述公式计算获取;
7.根据权利要求1所述的电源模块的充电控制方法,其特征在于:所述步骤s4中,所述数据分析模块(4)包括第一分析单元(41)和第二分析单元(42);
8.根据权利要求7所述的电源模块的充电控制方法,其特征在于:所述第一对比结果如下;
9.根据权利要求8所述的电源模块的充电控制方法,其特征在于:所述步骤s5中,所述执行模块(5)的具体调整方式如下;
10.一种电源模块的充电控制系统,包括上述权利要求1-9中任一项所述的电源模块的充电控制方法,其特征在于:包括数据采集模块(1)、数据处理模块(2)、数据计算模块(3)、数据分析模块(4)以及执行模块(5);
