一种电池管理方法和智能电源技术

本发明专利技术公开了一种电池管理方法，用于无人船，步骤包括：采集电池的输出电流和/或电压，得出电池的实时输出功率与剩余电量；将电池的实时输出功率、剩余电量分别与预设阈值进行比较，得出比较结果；依据比较结果判断无人船的电路运行状况和电池状态，并依据判断结果向无人船的地面控制端发出报警信号，同时控制无人船上浮和/或返航。还公开了一种应用上所述电池管理方法的智能电源，包括电池和电池管理板。本发明专利技术通过电池管理板监测电池实时输出功率及剩余电量，并与阈值进行比较得出结果，从而实现电池管理和无人船控制，使得无人船的电池控制更智能，有效地保护了电池和无人船整体。

【技术实现步骤摘要】
一种电池管理方法和智能电源
本专利技术属于无人船领域，具体地说，涉及一种应用于无人船的电池管理方法和智能电源。
技术介绍
随着主要应用于天上的无人机技术逐渐成熟，人们开始将目光投向水下，开发适用于水下的无人船。不同于无人机，无人船的主要工作环境在水里，故对无人船的各项性能有了进一步差异化的需求，为适应水下环境均需做出适宜性调整。水下的无线衰减过于严重，当无人船在使用时，主要通过导线传输通讯信号。在供电方面，一般采用安于船体的电池实现无人船的各项用电。基于以上无人船的使用环境及电池的实时状况通讯方法，电池的安全保护流程需要更严密和快速。且对电池本身的结构功能提出了更高的要求。有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种适用于无人船，通过电池管理板监测电池实时输出功率及剩余电量，并与阈值进行比较得出结果，从而实现电池管理和无人船控制的电池管理方法及智能电源。为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：本专利技术的一方面提供了一种电池管理方法，用于无人船，包括以下步骤：S1、采集电池的输出电流和/或电压，得出电池的实时输出功率与剩余电量；S2、将电池的实时输出功率、剩余电量分别与预设阈值进行比较，得出比较结果；S3、依据比较结果判断无人船的电路运行状况和电池状态，并依据判断结果向无人船的地面控制端发出报警信号，同时控制无人船上浮和/或返航。对电池的输出电流及输出电压进行实时检测，并将检测到的值用于计算得出电池的实时输出功率与电池的实时剩余电量，将得出的实时电池输出功率与电池剩余电量与预设的阈值进行比较。由于电池输出功率反应其供电端电路的用电情况，对电池输出功率进行检测，可以有效实现对供电端电路运行情况的判断，当出现电池输出功率过大的情况时，代表供电端电路可能出现过流状况，有电路短路现象产生，当出现电池输出功率过小的情况时，代表供电端电路可能出现欠压状况，有电路断路现象产生，综合判断电池的输出功率变化，即可对输出端电路的状况进行控制，此处，输出端电路即为由电池供电的无人船的船体电路。同上，由于电池剩余电量反映着电池的续航能力，对电池剩余电量进行实时检测有利于了解无人船的续航时间，并进一步结合当前无人船的运行状况，调整判断无人船是否该返航充电或上浮报警。除此之外，当无人船进行某些大型作业动作时，对电池剩余电量进行检测后可以对当前作业动作是否继续进行判断控制，避免某些作业动作的无效性，督促无人船在电池电量不足以应付目前作业动作用电量时对已经取得的数据进行保存，防止了数据的丢失和损坏。进一步地，在步骤S3中，所述电池的实时输出功率随无人船的电路运行状况发生变化，所述电路运行状况包括正常、过流、不可控过流、欠压及不可控欠压，当电路运行状况为不可控过流及不可控欠压时，无人船需返航维修或上浮断电。进一步地，步骤S3还包括，当电路运行状况为过流或欠压时，电池的实时输出功率处于可控范围内，对电池输出端的电流和/或电压大小进行控制，调节电池实时输出功率的大小，使得电路运行状况恢复正常。由于在无人船的运行过程中，不可避免的会出现一些电路的小故障，如出现短暂或变化微弱的过流及欠压状况，此时还不足以判断为不可控过流或不可控欠压，此类变化处于可控范围内，故此时仅通过控制部分输出端电支路的电流或电压大小，或控制部分不会对目前无人船运行造成影响的电支路间歇性通断，以实现对当前电路的调节，保证电池的实时输出功率波动较小，对电池起到了保护作用。进一步地，步骤S2中所述阈值包括输出功率阈值，所述输出功率阈值包括过大功率阈值和过小功率阈值，当检测到的电池实时输出功率接近过小功率阈值时，判断无人船电路运行状况为不可控欠压，无人船向地面控制端发出报警信号，并上浮至水面和/或返航；当实时输出功率接近过大功率阈值时，判断无人船电路运行状况为不可控过流，无人船向地面控制端发出报警信号，并上浮至水面和/或切断电池供电。由于当检测的电池实时输出功率接近过大功率阈值时，判断无人船出现不可控过流，可能由无人船舱内进水引起，此时属于紧急情况，应控制无人船迅速上浮并切断电源，或者直接切断电源等待救援。避免了部分电路短路可能引起的整个电路板烧坏问题。进一步地，所述电池的剩余电量随无人船的运行时间增长而逐渐减小，步骤S2中所述阈值还包括剩余电量阈值，所述剩余电量阈值包括第一剩余电量阈值和第二剩余电量阈值，所述第二剩余电量阈值小于第一剩余电量阈值。进一步地，当检测到的电池剩余电量接近第一剩余电量阈值时，无人船向地面控制端发出电量不足报警信号，当剩余电量接近第二剩余电量阈值时，无人船向地面控制端发出电量紧急报警信号并上浮至水面；地面控制端接收到电量不足报警信号后控制无人船返航充电或继续航行，地面控制端接收到电量紧急报警信号后定位无人船位置进行打捞。进一步地，所述输出功率阈值和剩余电量阈值均为一范围值。针对剩余电量的检测和控制，本电池管理方法设有两个阈值，其中第二剩余电量阈值小于第一剩余电量阈值，当剩余电量接近第一剩余电量阈值时，电池还具有一定的续航能力，而当剩余电量接近更小的第二剩余电量阈值时，代表电池的电量即将耗尽，无力维持其他动作或返航，需上浮水面报警等待救援。同时，输出功率阈值与剩余电量阈值均为一范围值，优选的，为该范围值的中间值。本专利技术的电池管理方法通过设置阈值对电池进行管理，阈值通过技术人员经验和多次实验得出设置，并可以进行间断性调整。当无人船或电池使用时间过久，其性能发生变化时，可以对设置的阈值进行适应性调整。以保证阈值检测的灵敏性和有效性。进一步地，所述报警信号包含有剩余电量信息和故障原因信息，所述故障原因信息包括电池实时输出功率过大或实时输出功率过小。当出现不可控欠压、不可控过流及电池剩余电量不足等情况时，对无人船的地面控制端发出报警信号，报警信号包含了报警原因。地面控制端通过控制器或具有显示屏的控制器，接收来自无人船的报警信号，并相应采取措施对无人船进行控制或救援。本专利技术的另一方面公开了一种应用如上所述电池管理方法的智能电源，所述智能电源包括电池和电池管理板，所述电池管理板与电池相连，设有电压检测电路及电流检测电路，还设有对检测到的电流和电压进行处理和判断的控制模块。智能电源通过与电池设于一处的电池管理板对电池进行管理控制，合理化地利用了资源。本专利技术的电池管理板功能进行了扩充，可承担一部分无人船总控制器的功能，将总控制器中的电路和电池控制功能叠加到了其中，使得该电池管理更方便。进一步地，所述电压检测电路和电流检测电路对电池的输出电压和/或输出电流进行实时检测，所述电压检测电路和电流检测电路均与控制模块相连，控制模块接收检测得到的电流和/或电压数据，进行处理后得出电池的实时输出功率和剩余电量，并与预设阈值进行比较得出比较结果，触发无人船的控制和/或发出报警信号。采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术的电池管理方法通过设置阈值对电池的实时输出功率及剩余电量进行监测，再根据监测结果控制无人船上浮或返航，同时对无人船的地面控制端发出报警信号，该设计使得无人船的电池控制更智能，有效地保护了电池和无人船整体；本专利技术的智能电源针对电池设置了电流检测电路和电压检测电路，经后期计算得出实时输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池管理方法，用于无人船，其特征在于，包括以下步骤：S1、采集电池的输出电流和/或电压，得出电池的实时输出功率与剩余电量；S2、将电池的实时输出功率、剩余电量分别与预设阈值进行比较，得出比较结果；S3、依据比较结果判断无人船的电路运行状况和电池状态，并依据判断结果向无人船的地面控制端发出报警信号，同时控制无人船上浮和/或返航。

【技术特征摘要】
1.一种电池管理方法，用于无人船，其特征在于，包括以下步骤：S1、采集电池的输出电流和/或电压，得出电池的实时输出功率与剩余电量；S2、将电池的实时输出功率、剩余电量分别与预设阈值进行比较，得出比较结果；S3、依据比较结果判断无人船的电路运行状况和电池状态，并依据判断结果向无人船的地面控制端发出报警信号，同时控制无人船上浮和/或返航。2.根据权利要求1所述的电池管理方法，其特征在于：在步骤S3中，所述电池的实时输出功率随无人船的电路运行状况发生变化，所述电路运行状况包括正常、过流、不可控过流、欠压及不可控欠压，当电路运行状况为不可控过流及不可控欠压时，无人船需返航维修或上浮断电。3.根据权利要求2所述的电池管理方法，其特征在于：步骤S3还包括，当电路运行状况为过流或欠压时，电池的实时输出功率处于可控范围内，对电池输出端的电流和/或电压大小进行控制，调节电池实时输出功率的大小，使得电路运行状况恢复正常。4.根据权利要求2所述的电池管理方法，其特征在于：步骤S2中所述阈值包括输出功率阈值，所述输出功率阈值包括过大功率阈值和过小功率阈值，当检测到的电池实时输出功率接近过小功率阈值时，判断无人船电路运行状况为不可控欠压，无人船向地面控制端发出报警信号，并上浮至水面和/或返航；当实时输出功率接近过大功率阈值时，判断无人船电路运行状况为不可控过流，无人船向地面控制端发出报警信号，并上浮至水面和/或切断电池供电。5.根据权利要求1所述的电池管理方法，其特征在于：所述电池的剩余电量随无人船的运行时...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑卫锋，
申请(专利权)人：北京臻迪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11