[发明专利]一种连续航行无人艇的能源系统控制装置

说明书

本申请公开了一种连续航行无人艇的能源系统控制装置，该能源系统控制装置包括：太阳能板组件，太阳能板控制器矩阵，逆变电源，配电盘系统和艇用电源系统，该能源系统控制装置还包括：组合控制单元，耦合器，超级电容组件以及锂电池组件；耦合器的控制端连接于组合控制单元的输出端，耦合器的电能输入端通过直流母线连接于太阳能板组件，耦合器的第一储能端连接于超级电容组件，耦合器的第二储能端连接于锂电池组件，耦合器的电能输出端连接于逆变电源。通过本申请中由组合控制单元执行的技术方案，提高了无人艇对太阳能的利用率，延长了无人艇的海上作业时间，从而实现了无人艇的全年连续航行。

技术领域

本申请涉及无人艇的技术领域，具体而言，涉及一种连续航行无人艇的能源系统控制装置。

背景技术

无人艇是一种新兴的海上作业平台，通过在无人艇上搭载不同的应用模块，能够全天候的执行巡逻、海域测绘以及水质检测等方面的作业。将太阳能锂电池技术和无人艇技术相结合，在电动无人艇上搭载太阳能锂电池，为电动无人艇进行供电，以使电动无人艇能够长时间在海域上航行，完成长期的海域作业。

而现有技术中，由于海域上的阳光照射情况是不可控的，在太阳光照度长时间处于充足的情况下，当太阳能锂电池充满电之后，即太阳能电池板转化的电能过剩时，出于对太阳能锂电池保护的目的，电动无人艇上的能源系统控制装置通常将太阳能电池板从供电电路中切除，将太阳能进行放空处理，导致太阳能利用率偏低。而对于太阳光照度偏低的情况，即太阳能电池板仅能产生微弱电量时，电动无人艇的能源系统控制装置无法实现对微弱电量的储能，导致电动无人艇存在供电不足的可能。

发明内容

本申请的目的在于：在组合控制单元的调度下，提高了太阳能锂电池对太阳光的利用率，延长了无人艇的海域作业时长。

本申请的技术方案是：提供了一种连续航行无人艇的能源系统控制装置，该能源系统控制装置包括：太阳能板组件，太阳能板控制器矩阵，直流母线，逆变电源，配电盘系统和艇用电源系统，该能源系统控制装置还包括：组合控制单元，耦合器，超级电容组件以及锂电池组件；耦合器的控制端连接于组合控制单元的输出端，耦合器的电能输入端通过直流母线连接于太阳能板组件，耦合器的第一储能端连接于超级电容组件，耦合器的第二储能端连接于锂电池组件，耦合器的电能输出端连接于逆变电源。

上述任一项技术方案中，进一步地，还包括：电池管理模块；电池管理模块的数据传输端连接于组合控制单元，电池管理模块的数据采集端连接于锂电池组件，电池管理模块用于检测并传输锂电池组件的运行参数；组合控制单元还被配置为根据运行参数，发送电量分配指令至耦合器。

上述任一项技术方案中，进一步地，还包括：数据管理单元；数据管理单元的输入端连接于组合控制单元，数据管理单元用于发送运行参数。

上述任一项技术方案中，进一步地，还包括：能量回收单元和能量回收控制模块；能量回收单元通过耦合器连接于锂电池组件；能量回收控制模块连接于组合控制单元的输出端，能量回收控制模块的信号输出端连接于能量回收单元的控制端，能量回收控制模块被配置为根据组合控制单元的控制指令，生成能量回收指令，控制能量回收单元进行能量回收。

上述任一项技术方案中，进一步地，组合控制单元包括数字信号处理器和现场可编程门阵列。

上述任一项技术方案中，进一步地，太阳能板控制器矩阵、耦合器、电池管理模块和能量回收控制模块中的至少一个通过CAN总线连接于组合控制单元。

本申请的有益效果是：通过在电动无人艇上设置组合控制单元、超级电容组件和耦合器，其中，电动无人艇的能源系统由超级电容组件和锂电池组件组成，有利于提高无人艇对太阳能的利用率，延长了无人艇的海域作业时间，有利于实现无人艇全年连续航行。通过设置电池管理模块，对锂电池组件的运行参数进行检测，提高了锂电池组件中电能利用的效率，有利于提高耦合器切换锂电池组件和超级电容组件的准确性和可靠性，有利于延长锂电池组件的使用寿命。