[发明专利]一种无人水下航行器的异构多模智能电源管理系统及方法

权利要求书

1.一种无人水下航行器的异构多模智能电源管理系统，其特征在于包括太阳能可控充电电路、无线可控充电电路、充电口电路、锂电池组充放电切换电路、自适应匹配输出电路、MCU控制电路；其中太阳能可控充电电路、无线可控充电电路和充电口电路共同实现对锂电池组进行充电；充放电切换电路使得锂电池组中的单体锂电池进行循环充、放电；自适应匹配输出电路实现不同电压的输出；MCU控制电路负责给出控制信号，控制整个电源管理系统的工作。

2.根据权利要求1所述的一种无人水下航行器的异构多模智能电源管理系统，其特征在于太阳能可控充电电路包括太阳能电池板、高边电流检测电路、低边电流检测电路、电压检测电路、模数转换电路、升/降压开关电源电路和数字电位器，能够实现最大功率点跟踪。

3.根据权利要求1所述的一种无人水下航行器的异构多模智能电源管理系统，其特征在于无线可控充电电路包括数模转换电路、功率放大电路、发射线圈、接收线圈、整流滤波电路和升/降压开关电源电路，能够将无线交流信号转换为任意直流电压输出。

4.根据权利要求1所述的无人水下航行器的异构多模智能电源管理系统，其特征在于所述太阳能可控充电电路和无线可控充电电路共同构成多模充电方式完成对锂电池组的充电，在实现全天候工作的同时也能够使得无人水下航行器无需回收，在水中完成智能充电。

5.根据权利要求1所述的一种无人水下航行器的异构多模智能电源管理系统，其特征在于锂电池组充放电切换电路包括n路切换电路，n为正整数；单路切换电路由两个三极管、一个场效应管构成，n路切换电路组合在一起配合n节单体锂电池组成的锂电池组构成异构化锂电池组，实现锂电池组中单体锂电池在MCU控制电路的控制下通过多模充电方式进行循环充、放电，同时该异构锂电池组对单体锂电池的规格、电压没有要求，能对锂电池组中不同电压的锂电池进行充、放电。

6.根据权利要求1所述的无人水下航行器的异构多模智能电源管理系统，其特征在于所述自适应匹配输出电路包括顺次连接的模拟电位器、电路由升/降压开关电源电路和数码管；能根据应用场景的不同，通过改变模拟电位器阻值的大小来改变整个智能电源系统的输出电压。

7.利用权利要求1~6任一项所述基于上述的无人水下探测船的智能电源管理系统的管理方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）锂电池组包含n节锂电池，n节锂电池的型号、规格相同或不同，当锂电池组中的一节电池的电压下降到可充电电压时，就通过MCU控制电路控制锂电池组充放电切换电路的切换动作，切断该锂电池的输出通道，转而开启下一节电池的输出通道，以提高续航力；

（2）当锂电池组中的n节锂电池中的n-1节锂电池放电完成后，就通过MCU控制电路控制太阳能可控充电电路的开启，通过太阳能可控充电电路找到该时刻太阳能电池板的最大输出功率，进行太阳能充电；

（3）当太阳能电池板最大输出功率太小而不满足充电要求时，则判定该时刻的环境不适合太阳能充电，通过MCU控制电路发出命令给后端控制系统，派出一条充电母船对其进行无线充电；

（4）当其中一节锂电池通过充电口电路充满时，MCU控制电路发出控制命令控制锂电池组充放电切换电路切换到下一节锂电池进行充电；

（5）当锂电池组充电完成时，通过MCU控制电路发出控制信号控制充放电切换电路继续使锂电池组循环放电，从而使得锂电池组能够进行循环充、放电。