一种水下机器人供电电池故障解决方法与流程

本发明属于机器人设备故障检测技术领域，尤其涉及一种水下机器人供电电池故障解决方法。

背景技术：

近些年来，能源领域更新换代，锂电池有充放电次数长、适应的温度环境较广，且无记忆性。作为刚发展起来的新型二次电源，在水下机器人、智能电子领域，多作为动力电源使用，一般供电电池是由多节锂电池单体先并联，再串联组成，为核心控制单元与执行单元提供较大的驱动电流与较高的输出电压。由此而使得机器能量供给，特别是供电电池对水下机器人的供给作用是必不可少的。

但是，水下机器人在户外作业过程中，由于供电电池的故障导致水下机器人续航短，导致其作业效率大大降低，严重时甚至直接罢工，造成极大的安全隐患和经济损失。其中，供电电池故障主要表现为放电不均衡。

技术实现要素：

本发明的技术目的是提供一种水下机器人供电电池故障解决方法，能有效解决电池放电不均衡的问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种水下机器人供电电池故障解决方法，所述水下机器人供电电池包括n组串联的锂电池组，每组所述锂电池组包括m个并联的锂电池单体，其中n≥2，m≥3；所述电池故障解决方法包括：

设定两个锂电池单体间的容许电压差为δv；

采集所述水下机器人新的供电电池中的每组所述锂电池组中的每个锂电池单体的电压；

计算所述锂电池组中的第i个锂电池单体与所述锂电池组中的第j个锂电池单体的电压差δvij，其中i≠j；

将计算出的所述电压差δvij与所述容许电压差δv相比较；

若δvij≥δv，则将所述第i个锂电池单体归为第一类锂电池单体，将所述第j个锂电池单体归为第二类锂电池单体；

若δvij＜δv，则将所述第i个锂电池单体和所述第j个锂电池单体归为所述第一类锂电池单体，并且计算所述锂电池组中的第i个锂电池单体与所述锂电池组中的第k锂电池单体的电压差δvik，其中i≠k且j≠k，若δvik＜δv，则将所述第k个锂电池单体归为所述第一类锂电池单体；若δvik≥δv，则将所述第k个锂电池单体归为所述第二类锂电池单体；

以所述第一类锂电池单体的电压值为标准，选取新的锂电池单体替换所述锂电池组中的所述第二类锂电池单体。

根据本发明一实施例，水下机器人供电电池故障解决方法还包括对替换出的所述第二类锂电池单体进行归类，归类出的所述锂电池单体之间的电压差均小于所述容许电压差δv。

根据本发明一实施例，所述容许电压差δv为锂电池生产检验报告中的实际电压差。

本发明还提供了另一种水下机器人供电电池故障解决方法，所述水下机器人供电电池包括n组串联的锂电池组，其中n≥2；所述电池故障解决方法包括：

设定两组锂电池组间的容许电压差为δv；

采集所述水下机器人已使用的供电电池中的每组所述锂电池组的电压；

计算每组所述锂电池组和其余所述锂电池组之间的电压差δv’；

将计算出的所述电压差δv’与所述容许电压差δv相比较；

若存在δv’≥δv，则对所述n组串联的锂电池组进行均衡电路加权优先放电控制。

根据本发明一实施例，所述的水下机器人供电电池故障解决方法还包括对均衡电路控制的所述供电电池进行实时循环检测，保证δv’＜δv。

根据本发明一实施例，所述容许电压差δv为锂电池生产检验报告中的实际电压差。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明一实施例中的供电电池故障解决方法通过对新电池进行归类，使每类中的各个锂电池单体的电压相近且任意两个锂电池单体间的电压差小于容许电压差，使电池放电均衡，延长水下机器人的续航时间；避免了因电池生产不达标导致的电压差异大而使电池并联后放电不均衡的现象。

本发明一实施例中的供电电池故障解决方法通过对已使用的供电电池中的每组锂电池组的电压进行检测，并计算每两组锂电池组的电压差，针对不满足每两组锂电池组的电压差小于容许电压差条件的水下机器人供电电池进行均衡加权优先放电控制，使电池组保持放电均衡，延长水下机器人的续航时间；避免了因电池老化导致的储能差异大而使电池并联后放电不均衡。

附图说明

图1为本发明的一种供电电池故障解决方法的流程图；

图2为本发明的另一种供电电池故障解决方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种水下机器人供电电池故障解决方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

实施例1

参看图1，一种水下机器人供电电池故障解决方法，水下机器人供电电池包括n组串联的锂电池组，每组锂电池组包括m个并联的锂电池单体，其中n≥2，m≥3；电池故障解决方法包括：设定两个锂电池单体间的容许电压差为δv；采集水下机器人新的供电电池中的每组锂电池组中的每个锂电池单体的电压；计算锂电池组中的第i个锂电池单体与锂电池组中的第j个锂电池单体的电压差δvij，其中i≠j；将计算出的电压差δvij与容许电压差δv相比较；若δvij≥δv，则将第i个锂电池单体归为第一类锂电池单体，将第j个锂电池单体归为第二类锂电池单体；若δvij＜δv，则将第i个锂电池单体和第j个锂电池单体归为第一类锂电池单体，并且计算锂电池组中的第i个锂电池单体与锂电池组中的第k锂电池单体的电压差δvik，其中i≠k且j≠k，若δvik＜δv，则将第k个锂电池单体归为第一类锂电池单体；若δvik≥δv，则将第k个锂电池单体归为第二类锂电池单体；以第一类锂电池单体的电压值为标准，选取新的锂电池单体替换锂电池组中的第二类锂电池单体。

本实施例中的供电电池故障解决方法通过对新电池进行归类，使每类中的各个锂电池单体的电压相近且任意两个锂电池单体间的电压差小于容许电压差，使电池放电均衡，延长水下机器人的续航时间；避免了因电池生产不达标导致的电压差异大而使电池并联后放电不均衡的现象。

进一步地，水下机器人供电电池故障解决方法还包括对替换出的第二类锂电池单体进行归类，归类出的锂电池单体之间的电压差均小于容许电压差δv。

进一步地，容许电压差δv为锂电池生产检验报告中的实际电压差。具体地，本发明采用的锂电池单体的规格为：高65.00±0.15mm，直径18.30±0.10mm，重量42～43g的柱状体，标准电压在3.7v左右，满电电压可达4.2v；经过6个锂电池并联成一组后，再进行4组串联，电池满电电压可达16.8v。参照锂电池生产检验报告中的实际电压差，设定同一批锂电池容许电压差δv为10mv；最好在锂电池单体满压状态下进行电压采集，以容许电压差10mv为依据进行6个为一组的归类，保证归类后的多组锂电池，各组内电池电压相近且组内任意两个电池的电压差均不大于10mv；每组6个锂电池单体并联，选取4组这样的锂电池组串联后组成一个电池单元，给水下机器人供电。

实施例2

参看图2，本发明还提供了另一种水下机器人供电电池故障解决方法，水下机器人供电电池包括n组串联的锂电池组，其中n≥2；电池故障解决方法包括：

设定两组锂电池组间的容许电压差为δv；

采集水下机器人已使用的供电电池中的每组锂电池组的电压；

计算每组锂电池组和其余锂电池组之间的电压差δv’；

将计算出的电压差δv’与容许电压差δv相比较；

若存在δv’≥δv，则对n组串联的锂电池组进行均衡电路加权优先放电控制。

本实施例中的供电电池故障解决方法通过对已使用的供电电池中的每组锂电池组的电压进行检测，并计算每两组锂电池组的电压差，针对不满足每两组锂电池组的电压差小于容许电压差条件的水下机器人供电电池进行均衡加权优先放电控制，使电池组保持放电均衡，延长水下机器人的续航时间；避免了因电池老化导致的储能差异大而使电池并联后放电不均衡。

具体地，根据电压差异进行选择性加权优先放电，即：

瞬时放电电压v＝a1*c1+a2*c2+a3*c3+…+an*cn，

a为各锂电池组对应的权值，c为各锂电池组的电压，n为锂电池组个数。具体的均衡电路加权优先放电控制可使用现有的均衡电路。同一时刻，选择性地让锂电池组电压大的优先多放电，电压小的滞后少放电，实时监测控制权值，让各锂电池组电压差保证在容许压差范围内，达到放电均衡的效果。

进一步地，水下机器人供电电池故障解决方法还包括对均衡电路控制的所述供电电池进行实时循环检测，保证δv’＜δv。

进一步地，容许电压差δv为锂电池生产检验报告中的实际电压差。具体可以为10mv。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。