[實用新型]一種自主水下航行器的電源管理系統

有效

• 申請號: 202020800640.1
• 申請日: 2020-05-14
• 公開（公告）號: CN212220525U
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 谷志強;張明
• 申請（專利權）人: 浙江九段智能科技有限公司
• 主分類號: B63H21/21
• 分類號: B63H21/21;B63H21/17;G01R31/3842;G01M3/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

本實用新型公開了一種自主水下航行器的電源管理系統，其特征在于，該系統包括電池組和電源管理電路；所述電池組為電源管理電路、推進系統和中控系統提供工作所需的電能；所述電源管理電路包括磁性上卸電電路、主控系統MOS電路、推進系統MOS電路、DC?DC電源轉換電路、電壓電流檢測電路、信號隔離電路、MCU電路、通信電路、漏水報警電路和溫度檢測電路。本實用新型使用MOS管控制電源管理電路和推進系統的上卸電，與繼電器控制的方案相比能夠節約艙內空間，降低成本并延長使用壽命，并且涉及檢測和控制信號的電路采用隔離電源，保證電源管理系統的安全運行和檢測精度。

技術領域

本實用新型涉及水下航行器領域，尤其涉及一種自主水下航行器的電源管理系統。

背景技術

自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle，簡稱AUV)是可以在水下按預設條件自主行駛而無需人工操作的水下無人作業裝備，可以搭載成像聲吶、攝像機和測深儀等設備完成水下探測作業等任務，具有活動范圍大、智能化程度高等特點，在海洋勘探和水下極端環境作業中起到了越來越重要的作用，已經廣泛應用于水文、采礦、油氣、建筑、搜救、農業和軍事等領域。

AUV通常采用自帶的可充電電池提供能源，通過電源管理系統實現電源的分配、監測以及系統的上卸電等功能。電源管理系統的可靠性、體積和成本是實際應用中需要重點考慮的問題。

現階段的AUV在水下工作時都采用自帶可充電電池組作為電源，由于AUV對電池組的大小、工作效率和安全性都具有一定要求，因此安全可靠且高效的電源管理系統就顯得十分重要。通常AUV使用繼電器作為開關實現系統及各模塊的上卸電，但由于推進器和舵機所需的電流較大，因此繼電器的體積也較大，占用過多空間，不利于空間利用，價格也比較貴。另外，現有技術通常采用霍爾傳感器檢測電池的輸出電壓和電流，且器件自身所產生的功耗較大且成本較高，在AUV長時間未開機情況下，電池耗電嚴重。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種AUV的電源管理系統，其采用MOS管作為開關，這種方式與繼電器相比所占空間較小，能大幅降低成本，同時繼電器吸合次數有限，對于AUV各模塊的穩定工作也是一種制約，采用該方式提高了電源管理系統的可靠性；采用采樣電阻和電流監控芯片的方式檢測電流，用電阻分壓的方式檢測電壓，在精度滿足要求的前提下相比于采用霍爾傳感器能夠減小功耗和成本。該電源管理系統能夠利用MOS管實現系統各部分的上卸電，測量電池組電壓和電流，具有溫度檢測、漏水檢測的功能，使用串口通訊的方式與中控系統通信并為各設備分配電源。當AUV回到岸上時，可以通過充電接口對電池組進行充電。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：一種自主水下航行器的電源管理系統，該系統包括電池組和電源管理電路；

所述電源管理電路包括磁性上卸電電路、主控系統MOS電路、推進系統MOS電路、DC-DC電源轉換電路、電壓電流檢測電路、信號隔離電路、MCU電路、通信電路、漏水報警電路和溫度檢測電路；

所述主控系統MOS電路連接電池組、中控系統、DC-DC電源轉換電路和磁性上卸電電路，是電源管理系統開始供電的開關；所述磁性上卸電電路提供主控系統MOS電路的MOS管的控制信號，是主控系統MOS電路的開關；DC-DC電源轉換電路連接電壓電流檢測電路、信號隔離電路、MCU電路、通信電路、漏水報警電路和溫度檢測電路；電壓電流檢測電路與電池組連接；信號隔離電路連接電壓電流檢測電路和MCU電路，將電壓電流檢測電路輸出的電壓電流模擬量隔離后輸出給MCU電路；MCU電路連接推進系統MOS電路、通信電路、漏水報警電路和溫度檢測電路，接收各電路的檢測信息、輸出推進系統MOS電路的控制信號；推進系統MOS電路連接電池組、推進系統，是推進系統的開關；通信電路連接中控系統，MCU電路通過通信電路與中控系統通訊；漏水報警電路連接漏水報警檢測點，檢測漏水狀態并將信息傳回MCU電路；溫度檢測電路檢測溫度并將信息傳回MCU電路；