[發明專利]一種多電源系統及其運行方法

在審

• 申請號: 202011508509.9
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112737013A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 崔光磊;吳天元;辛云川;吳梅林;徐紅霞
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種多電源系統，屬于新能源應用領域。隨著深海裝備的智能化與集群化發展需求，水下長潛伏電源系統成為技術發展的瓶頸。受體積與重量的限制，目前常規動力型水下無人潛水器AUV及載人深潛器HOV攜帶的電能較低，深海作業時間較短，需要定時回收充電，作業效率低，無法滿足深海中補電及長期持續作業需求。本發明提供一種多電源系統，主要包括至少2個電池組、繼電器陣列、MCU主控制器、DC/DC模塊、配電管理單元，MCU主控制器通過總線通訊與各電池組相連，同時輸出I/O控制信號分別獨立連接于各個繼電器的控制端，根據外設工況信息，控制電源系統的串并聯輸出陣列，實現低功耗與高功率的高效轉換，為深海能源提供一種高隱蔽、長續航的能源方案。

本發明涉及一種多電源系統，具體的說是一種深海多電源系統及其運行方法，屬于新能源應用領域。

背景技術

隨著深海裝備的智能化與集群化發展需求，水下長潛伏電源系統成為技術發展的瓶頸。受體積與重量的限制，目前常規動力型水下無人潛水器AUV及載人深潛器HOV攜帶的電能較低，深海作業時間較短，集中在6-20h，需要定時回收充電，作業效率低，無法滿足深海中補電及長期持續作業需求。在水下建立大容量電源系統可為深海裝備的智能化和集群化提供水下能源基礎，推動深海資源的開發。

發明內容

本發明提供一種多電源系統，主要包括至少2個電池組、繼電器陣列、MCU主控制器、DC/DC模塊、配電管理單元， MCU主控制器通過總線通訊與各電池組相連，同時輸出I/O控制信號分別獨立連接于各個繼電器的控制端，根據外設工況信息，控制電源系統的串并聯輸出陣列，實現低功耗與高功率的高效轉換，為深海能源提供一種高隱蔽、長續航的能源方案。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種多電源系統，主要包括至少2個電池組、繼電器陣列、MCU主控制器、DC/DC模塊、配電管理單元，所述電池組的負極端分別串聯第一繼電器陣列后并聯接入配電管理單元的配電輸入端，所述電池組的正極端分別串聯第二繼電器陣列后并聯接入配電管理單元的配電輸入端，所述電池組的每個充電口的負極直接連接于第一繼電器陣列并聯節點，所述電池組的每個充電口的正極直接分別連接于每個電池組正極，所述MCU主控制器通過總線通訊與各電池組相連，同時輸出I/O控制信號分別獨立連接于各個繼電器的控制端。

在上述的一種多電源系統，所述電池組包括電池單元、BMS，所述BMS為充放電同口，具有電池單體及電池單元狀態采集及通訊保護功能，所述電池單元狀態采集包括但不限于電壓、電流、溫度、滲水等狀態參數。

在上述的一種多電源系統，所述MCU主控制器的電源來源于各電池組的電池單元，各電池單元的正極經二極管后并聯接入DC/DC的正極輸入端，各電池單元的負極直接并聯接入DC/DC的負極輸入端，DC/DC的輸出端連接于MCU主控制器電源輸入端。

在上述的一種多電源系統，所述MCU主控制器的電源配有獨立的控制器電池組，控制器電池組的正負極分別接入DC/DC的電源輸入端，DC/DC的輸出端連接于MCU主控制器電源輸入端。

在上述的一種多電源系統，所述電池單元由n*m個二次電池單體串并聯組成，先由m個二次電池單體并聯形成并聯電池，再將n個并聯電池串聯形成電池單元，電池單元的電壓為n*U₁，其中U₁為各電池單體的電壓，n≥1，m≥1。

在上述的一種多電源系統，所述二次電池類型為固態鋰電池、鈦酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、鋰離子電容器或其組合電池，所述組合電池為具備功率密度及能量密度兼備的固態鋰電池與鋰離子電容器組合電池、具備快充和能量回收功能的鈦酸鋰電池與鋰離子電容器組合電池或具備高安全長壽命功能的鈦酸鋰電池與磷酸鐵鋰電池組合電池。

在上述的一種多電源系統，其特征在于：所述MCU主控制器與各電池組之間采用RS232、RS485、RS422或can總線中的任一種進行通訊。