[發(fā)明專(zhuān)利]一種小型深海探測(cè)作業(yè)型潛水器電源管理系統(tǒng)和管理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010882324.8
• 申請(qǐng)日: 2020-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112104059A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟新寶;張運(yùn)修;范云龍;歐陽(yáng)賽賽;張奇峰;何震
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/34
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/34;H02J7/00;B63C11/52
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

本發(fā)明涉及水下機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種小型深海探測(cè)作業(yè)型潛水器電源管理系統(tǒng)和管理方法，包括電源管理單元和電源分配單元，所述電源管理單元與鋰電池組、電源分配單元、潛水器控制系統(tǒng)連接，還通過(guò)光電復(fù)合纜與水下基站電源連接；所述電源分配單元與潛水器控制系統(tǒng)、浮游體設(shè)備、底盤(pán)設(shè)備連接。本發(fā)明采用光電復(fù)合纜和電池組組成的并聯(lián)供電方案，即滿足潛水器正常工作時(shí)間的能量需求和最大航行功率需求，也減小了光電復(fù)合纜的線徑和重量，提高了潛水器作業(yè)時(shí)的靈活性；有效地縮小了單點(diǎn)故障影響范圍，又方便后期維護(hù)及調(diào)試，同時(shí)也有效提高了潛水器深海浮游爬行雙模式探測(cè)作業(yè)的穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種小型深海探測(cè)作業(yè)型潛水器電源管理系統(tǒng)和管理方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的水下機(jī)器人雖具有較強(qiáng)的作業(yè)能力，但普遍都有體積大、重達(dá)數(shù)噸、研制周期長(zhǎng)且成本高、作業(yè)效率低、風(fēng)險(xiǎn)高的問(wèn)題。小型的海底浮游爬行式機(jī)器人是一種小體積、作業(yè)能力強(qiáng)的海底移動(dòng)機(jī)器人，能夠進(jìn)行浮游和坐底探測(cè)作業(yè)，可搭載于其他設(shè)備共同下潛至海底，具備工作時(shí)間長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)控制靈活、效率高、成本低等特點(diǎn)，可適用于當(dāng)前深海環(huán)境下精細(xì)探測(cè)作業(yè)的實(shí)際需求。

水下機(jī)器人探測(cè)作業(yè)過(guò)程中面臨復(fù)雜海況和惡劣的工作環(huán)境，因此對(duì)可靠性和安全性有更高的要求。電源管理系統(tǒng)作為潛水器各個(gè)設(shè)備與電源的橋梁，其能源管理分配情況直接影響潛水器能否完成探測(cè)作業(yè)任務(wù)和安全返航。在這種情況下，小型深海浮游爬行探測(cè)作業(yè)型潛水器必須有一套成熟可靠的電源管理系統(tǒng)，既可以對(duì)系纜和鋰電池組組成的雙電源并聯(lián)供電系統(tǒng)進(jìn)行管理，又可以合理分配能源到潛水器載體各個(gè)設(shè)備，又可以方便快速安全地切換浮游和爬行兩種探測(cè)作業(yè)模式。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提出一種小型深海探測(cè)作業(yè)型潛水器電源管理系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種小型深海探測(cè)作業(yè)型潛水器電源管理系統(tǒng)，包括：電源管理單元和電源分配單元；

所述電源管理單元與鋰電池組、電源分配單元、潛水器控制系統(tǒng)連接，還通過(guò)光電復(fù)合纜與水下基站電源連接；

所述電源分配單元與潛水器控制系統(tǒng)、浮游體設(shè)備、底盤(pán)設(shè)備連接。

所述電源管理單元包括降壓隔離模塊、充電模塊、放電模塊、電量檢測(cè)傳感器、鋰電池保護(hù)板BMS、單片機(jī)和總開(kāi)關(guān)；

所述降壓隔離模塊輸入端與光電復(fù)合纜連接，輸出端經(jīng)充電模塊、放電模塊與鋰電池保護(hù)板BMS連接，所述鋰電池保護(hù)板BMS與鋰電池組連接；所述充電模塊與鋰電池保護(hù)板BMS之間、放電模塊與鋰電池保護(hù)板BMS之間均連有電量檢測(cè)傳感器，所述電量檢測(cè)傳感器與單片機(jī)連接，充電模塊經(jīng)單片機(jī)與潛水器控制系統(tǒng)連接；所述降壓隔離模塊輸出端經(jīng)總開(kāi)關(guān)后作為電源管理單元的輸出端，與電源分配單元連接。

所述電源分配單元包括大功率設(shè)備啟動(dòng)電路、推進(jìn)器電流傳感器、第二電流傳感器、浮游體電源轉(zhuǎn)換板、底盤(pán)電源轉(zhuǎn)換板；

電源管理單元的輸出端與大功率設(shè)備啟動(dòng)電路、浮游體電源轉(zhuǎn)換板連接、底盤(pán)電源轉(zhuǎn)換板連接；在電源管理單元的輸出端與大功率設(shè)備啟動(dòng)電路的連接線路上、電源管理單元的輸出端與底盤(pán)電源轉(zhuǎn)換板的連接線路上，分別設(shè)有第一電流傳感器、第二電流傳感器；所述第一電流傳感器檢測(cè)信號(hào)端、第二電流傳感器檢測(cè)信號(hào)輸出端與潛水器控制系統(tǒng)連接。

所述大功率設(shè)備啟動(dòng)電路包括固態(tài)繼電器QD、電阻R1～R5；

所述固態(tài)繼電器QD的控制輸入端經(jīng)電阻R1與潛水器控制系統(tǒng)連接，固態(tài)繼電器QD的輸出端作為大功率設(shè)備啟動(dòng)電路輸出端OUT+與電源管理單元的輸出端連接，固態(tài)繼電器QD的輸出端經(jīng)并聯(lián)的電阻R2～R5作為大功率設(shè)備啟動(dòng)電路輸出端OUT-與浮游體設(shè)備的多臺(tái)推進(jìn)器動(dòng)力電源輸入端連接。

所述大功率設(shè)備啟動(dòng)電路并聯(lián)有固態(tài)繼電器KM1。