[实用新型]无人潜航器用能源控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于控制系统技术领域，特别是一种无人潜航器(UUV)用能源控制系统。

背景技术

无人潜航器(UUV)是没有人驾驶、靠遥控或者自动控制在水下航行的器具。可以代替潜水员进行沉船打捞、深水勘探及水下电缆铺设等作业和施工。美国海军水文和海洋使用单位配备有大量传感器的UUV绘制海床图为潜艇和两栖作战计划提供必要的数据。UUV也用于搜救、情报、监视和侦查任务。

水下能源系统必须满足UUV各种严格的要求。UUV的能源要求：300瓦至30千瓦；高能量密度，长时间运行，快速响应时间；安全，静音。为了要长时间的运行耐力，能量的密度要求也非常高。无人船只对比功率和比能量的同时的需求，已远远超出了现代最先进的电池的能力.为了要满足无人船只的需求，必须寻找传统电池以外的能量系统。氢氧燃料电池具有较高比功率和比能量，成为水下混合能源的优先选择。

对于UUV混合能源系统而言，需要提供稳定、可靠的能源输出，需要将氢氧电堆输出和锂电池电源混合输出。在系统启动和氢氧电堆稳定工作之前为UUV提供能源输出，并且在系统需要大的功率时，锂电池可以辅助输出功率。同时，在电堆系统稳定工作后为锂电池充电，使锂电池电量保持在一个合理的电量状态。

氢氧燃料电池运行过程中，能源控制系统需要根据控制逻辑对供氢部件、供氧部件、DC/DC变换器和电堆进行控制，维持电堆稳定、安全、持续的对外部输出能量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无人潜航器用能源控制系统。

本实用新型解决上述问题的技术方案为：一种无人潜航器用能源控制系统，包括：主控制器、锂电池、DC/DC转换器及控制电源；所述主控制器分别与锂电池、DC/DC转换器和控制电源连接；

所述主控制器包括控制芯片和与控制芯片连接的温度检测电路、锂电存储控制电路、数据存储芯片、燃料电堆电压采集电路、氢气氧气浓度检测电路、开关电路和通讯接口；

所述燃料电堆电压采集电路与外部燃料电堆连接；外部燃料电堆为氢氧燃料电池堆；

所述氢气氧气浓度检测电路分别与供氧部件和供氢部件中的氢气浓度传感器和氧气浓度传感器连接；

所述锂电存储控制电路与锂电池连接。

按上述方案，所述主控制器的控制芯片为LPC1768芯片。

按上述方案，所述DC/DC转换器与锂电池连接，所述DC/DC转换器为可对锂电池充电的电压进行调节的DC/DC转换器。

本实用新型装置带来的有益效果是：

1.为氢氧燃料电池系统提供可靠的控制，给UUV提供稳定的能源供给。提高能源系统的安全性，为UUV长时间远航程航行提供有力保障。

2.使被控制的能源系统可以放置于密闭舱段内，系统与外界没有物质交换，充分保证潜航提的长时间水下工作。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的装置的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例的控制芯片的电路图；

图3是本实用新型一个实施例的温度检测电路的电路图；

图4是本实用新型一个实施例的锂电存储控制电路的电路图；

图5是本实用新型一个实施例的数据存储芯片的电路图；

图6是本实用新型一个实施例的燃料电堆电压采集电路的电路图；

图7是本实用新型一个实施例的氢气氧气浓度检测电路的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种无人潜航器用能源控制系统，包括锂电池、DC/DC变换器、主控制器、及控制电源。电堆输出电压经过DC/DC变换器后输出，同时根据锂电池的剩余电量给锂电池充电。主控制器负责控制协调电堆、供氢部件、供氧部件、DC/DC变换器的正常工作。主控制器包括LPC1768控制芯片和与控制芯片连接的温度检测电路、锂电存储控制电路、用于数据存储的数据存储芯片、燃料电堆电压采集电路、氢气氧气浓度检测电路、开关电路和通讯接口；

无人潜航器用能源控制系统控制的混合能源系统包括氢氧燃料电池堆、供氧部件、供氢部件燃料，还包括多个氢气传感器、氧气传感器及温度传感器，用于监测报警。

其中，LPC1768控制芯片如图2所示

温度检测电路与混合能源系统的温度传感器连接，用于温度检测，其电路图如图3所示；