水下航行器动力电池组故障支路自动切换电路及切换方法技术

本发明专利技术公开了一种水下航行器动力电池组故障支路自动切换电路及切换方法，解决了对空间有苛刻要求的航行器备用电源切换的技术问题。若，第一电压传感器（U1）检测到动力电池组第一电池支路（1）中电压值低于电压动力电池组支路额定电压下限电压信号值（V1）时，或第一电流传感器（U3）的检测到动力电池组第一电池支路（1）中电流值低于电压动力电池组支路额定电六下限电压信号值（V3）时，第一电压比较器（U5）的输出端输出高电平信号，第一继电器控制线圈（L1）和第三继电器控制线圈（L3）同时得电，第一继电器常闭触点（K1）打开，第三继电器常开触点（K3）闭合。实现了将动力电池组第一电池支路切除，将动力电池组备用电池支路接入。

Automatic switching circuit and switching method for fault branch of power battery of underwater vehicle

The invention discloses an automatic switching circuit and a switching method for the faulty branch of an underwater vehicle power battery pack, and solves the technical problem of switching the spare power supply of an underwater vehicle which has strict requirements for space. If the first voltage sensor (U1) detects that the voltage value in the first battery branch (1) of the power battery pack is lower than the lower limit voltage signal value (V1) of the rated voltage of the voltage power battery pack branch, or the first current sensor (U3) detects that the current value in the first battery branch (1) of the power battery pack is lower than the voltage power battery pack branch (1). The output terminal of the first voltage comparator (U5) outputs a high level signal when the branch rated voltage 6 lower limit voltage signal value (V3), the first relay control coil (L1) and the third relay control coil (L3) are energized simultaneously, the first relay normally closed contact (K1) is opened, and the third relay normally open contact (K3) is closed. The first battery branch of the power battery pack is removed, and the backup battery branch of the power battery pack is connected.

【技术实现步骤摘要】
水下航行器动力电池组故障支路自动切换电路及切换方法
本专利技术涉及一种动力电池组故障支路自动切换电路，特别涉及一种水下航行器动力电池组故障支路的自动切换电路和自动切换方法。
技术介绍
随着我国海洋技术的大力开发，水下航行器的航程需求越来越大，同时每次航程中搭载的探测器越来越多。水下航行器的动力源来自于动力电池组，航行器的航程和运载能力也是由动力电池组的容量来决定的。而动力电池组由单体电池先串联组成支路，再将多个支路并联后组成动力电池组。该动力电池组与航行器的主推电机、动力开关等再组成动力回路。动力电池组在正常供电时，为主推电机提供额定电流；若动力电池组中由于某条支路中的某个单体电池出现异常时，导致该支路电流值或电压值不在额定范围内，会导致整个航行器的硬件电路烧毁，或者致使航行器不能到达设计的预定地点；当动力电池组异常时，现有技术是只能切断动力回路，或者是采用备用动力电池组替代的方法，来确保航行器继续工作，但若要备用整个动力电池组，备用整个动力电池组需要占用较大的体积空间，并且重量也大，这对体积、重量和安装空间有苛刻要求的航行器是无法实现的。
技术实现思路
本专利技术提供了一种水下航行器动力电池组故障支路自动切换电路及切换方法，解决了对空间有苛刻要求的航行器备用电源切换的技术问题。本专利技术是通过以下技术方案解决以上技术问题的：一种水下航行器动力电池组故障支路自动切换电路，包括动力电池组第一电池支路、动力电池组第二电池支路、动力电池组备用电池支路、电池组负载和电路总开关，动力电池组第一电池支路的电池负极与电池组负载的一端电连接在一起，电池组负载的另一端与电路总开关的一端连接在一起，动力电池组第一电池支路的电池正极依次串联通过第一二极管、第一电压传感器、第一电流传感器和第一继电器常闭触点后与电路总开关的另一端连接在一起，在第一电压传感器的检测信号输出端上连接有第一电压比较器的输入负端，在第一电压比较器的输入正端上设定有动力电池组支路额定电压下限电压信号值，在第一电流传感器的检测信号输出端上连接有第一电流比较器的输入正端，在第一电流比较器的输入负端上设定有动力电池组支路额定电流下限电压信号值，第一电压比较器的输出端与第一或门的一个输入端连接在一起，第一电流比较器的输出端与第一或门的另一个输入端连接在一起，第一或门的输出端与第一继电器控制线圈的一端电连接在一起，第一继电器控制线圈的另一端接地；动力电池组第二电池支路的结构与动力电池组第一电池支路的结构完全相同；动力电池组备用电池支路的电池负极与电池组负载的一端电连接在一起，动力电池组备用电池支路的电池正极通过第三二极管与第三继电器常开触点的一端连接在一起，第三继电器常开触点的另一端与电路总开关的另一端连接在一起，第三继电器控制线圈的一端连接有第三或门的输出端，第三继电器控制线圈的另一端接地，第三或门的一个输入端与第一或门的输出端连接在一起，第三或门的另一个输入端与动力电池组第二电池支路中的第二或门的输出端连接在一起。一种水下航行器动力电池组故障支路自动切换电路的切换方法，其特征在于以下步骤：若，第一电压传感器检测到动力电池组第一电池支路中电压值低于电压动力电池组支路额定电压下限电压信号值时，第一电压比较器的输出端输出高电平信号，使第一或门的输出端输出高电平信号，第一继电器控制线圈和第三继电器控制线圈同时得电，第一继电器常闭触点打开，第三继电器常开触点闭合，实现将动力电池组第一电池支路切除，将动力电池组备用电池支路接入；若，第一电流传感器的检测到动力电池组第一电池支路中电流值低于电压动力电池组支路额定电六下限电压信号值时，第一电流比较器的输出端输出高电平信号，第一继电器控制线圈和第三继电器控制线圈同时得电，第一继电器常闭触点打开，第三继电器常开触点闭合，实现将动力电池组第一电池支路切除，将动力电池组备用电池支路接入。本专利技术具有结构简单、体积小、可靠性高等特点，内嵌于水下航行器电池舱端，能够及时的检测航行过程中动力电池组的工作状态，提高了水下航行器的大航程航行的成功率。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明：一种水下航行器动力电池组故障支路自动切换电路，包括动力电池组第一电池支路1、动力电池组第二电池支路2、动力电池组备用电池支路3、电池组负载5和电路总开关4，动力电池组第一电池支路1的电池负极与电池组负载5的一端电连接在一起，电池组负载5的另一端与电路总开关4的一端连接在一起，动力电池组第一电池支路1的电池正极依次串联通过第一二极管D1、第一电压传感器U1、第一电流传感器U3和第一继电器常闭触点K1后与电路总开关4的另一端连接在一起，在第一电压传感器U1的检测信号输出端上连接有第一电压比较器U5的输入负端，在第一电压比较器U5的输入正端上设定有动力电池组支路额定电压下限电压信号值V1，在第一电流传感器U3的检测信号输出端上连接有第一电流比较器U6的输入正端，在第一电流比较器U6的输入负端上设定有动力电池组支路额定电流下限电压信号值V3，第一电压比较器U5的输出端与第一或门U9的一个输入端连接在一起，第一电流比较器U6的输出端与第一或门U9的另一个输入端连接在一起，第一或门U9的输出端与第一继电器控制线圈L1的一端电连接在一起，第一继电器控制线圈L1的另一端接地；动力电池组第二电池支路2的结构与动力电池组第一电池支路1的结构完全相同；动力电池组备用电池支路3的电池负极与电池组负载5的一端电连接在一起，动力电池组备用电池支路3的电池正极通过第三二极管D3与第三继电器常开触点K3的一端连接在一起，第三继电器常开触点K3的另一端与电路总开关4的另一端连接在一起，第三继电器控制线圈L3的一端连接有第三或门U11的输出端，第三继电器控制线圈L3的另一端接地，第三或门U11的一个输入端与第一或门U9的输出端连接在一起，第三或门U11的另一个输入端与动力电池组第二电池支路2中的第二或门U10的输出端连接在一起。动力电池组第二电池支路2的电池负极与电池组负载5的一端电连接在一起，电池组负载5的另一端与电路总开关4的一端连接在一起，动力电池组第二电池支路2的电池正极依次串联通过第二二极管D2、第二电压传感器U2、第二电流传感器U4和第二继电器常闭触点K2后与电路总开关4的另一端连接在一起，在第二电压传感器U2的检测信号输出端上连接有第二电压比较器U7的输入负端，在第二电压比较器U7的输入正端上设定有动力电池组支路额定电压下限电压信号值V2，在第二电流传感器U4的检测信号输出端上连接有第二电流比较器U8的输入正端，在第二电流比较器U8的输入负端上设定有动力电池组支路额定电流下限电压信号值V4，第二电压比较器U7的输出端与第二或门U10的一个输入端连接在一起，第二电流比较器U8的输出端与第二或门U9的另一个输入端连接在一起，第二或门U10的输出端与第二继电器控制线圈L2的一端电连接在一起，第二继电器控制线圈L2的另一端接地。一种水下航行器动力电池组故障支路自动切换电路的切换方法，其特征在于以下步骤：若，第一电压传感器U1检测到动力电池组第一电池支路1中电压值低于电压动力电池组支路额定电压下限电压信号值V1时，第一电压比较器U5的输出端输出高电平信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下航行器动力电池组故障支路自动切换电路，包括动力电池组第一电池支路（1）、动力电池组第二电池支路（2）、动力电池组备用电池支路（3）、电池组负载（5）和电路总开关（4），其特征在于，动力电池组第一电池支路（1）的电池负极与电池组负载（5）的一端电连接在一起，电池组负载（5）的另一端与电路总开关（4）的一端连接在一起，动力电池组第一电池支路（1）的电池正极依次串联通过第一二极管（D1）、第一电压传感器（U1）、第一电流传感器（U3）和第一继电器常闭触点（K1）后与电路总开关（4）的另一端连接在一起，在第一电压传感器（U1）的检测信号输出端上连接有第一电压比较器（U5）的输入负端，在第一电压比较器（U5）的输入正端上设定有动力电池组支路额定电压下限电压信号值（V1），在第一电流传感器（U3）的检测信号输出端上连接有第一电流比较器（U6）的输入正端，在第一电流比较器（U6）的输入负端上设定有动力电池组支路额定电流下限电压信号值（V3），第一电压比较器（U5）的输出端与第一或门（U9）的一个输入端连接在一起，第一电流比较器（U6）的输出端与第一或门（U9）的另一个输入端连接在一起，第一或门（U9）的输出端与第一继电器控制线圈（L1）的一端电连接在一起，第一继电器控制线圈（L1）的另一端接地；动力电池组第二电池支路（2）的结构与动力电池组第一电池支路（1）的结构完全相同；动力电池组备用电池支路（3）的电池负极与电池组负载（5）的一端电连接在一起，动力电池组备用电池支路（3）的电池正极通过第三二极管（D3）与第三继电器常开触点（K3）的一端连接在一起，第三继电器常开触点（K3）的另一端与电路总开关（4）的另一端连接在一起，第三继电器控制线圈（L3）的一端连接有第三或门（U11）的输出端，第三继电器控制线圈（L3）的另一端接地，第三或门（U11）的一个输入端与第一或门（U9）的输出端连接在一起，第三或门（U11）的另一个输入端与动力电池组第二电池支路（2）中的第二或门（U10）的输出端连接在一起。...

【技术特征摘要】
1.一种水下航行器动力电池组故障支路自动切换电路，包括动力电池组第一电池支路（1）、动力电池组第二电池支路（2）、动力电池组备用电池支路（3）、电池组负载（5）和电路总开关（4），其特征在于，动力电池组第一电池支路（1）的电池负极与电池组负载（5）的一端电连接在一起，电池组负载（5）的另一端与电路总开关（4）的一端连接在一起，动力电池组第一电池支路（1）的电池正极依次串联通过第一二极管（D1）、第一电压传感器（U1）、第一电流传感器（U3）和第一继电器常闭触点（K1）后与电路总开关（4）的另一端连接在一起，在第一电压传感器（U1）的检测信号输出端上连接有第一电压比较器（U5）的输入负端，在第一电压比较器（U5）的输入正端上设定有动力电池组支路额定电压下限电压信号值（V1），在第一电流传感器（U3）的检测信号输出端上连接有第一电流比较器（U6）的输入正端，在第一电流比较器（U6）的输入负端上设定有动力电池组支路额定电流下限电压信号值（V3），第一电压比较器（U5）的输出端与第一或门（U9）的一个输入端连接在一起，第一电流比较器（U6）的输出端与第一或门（U9）的另一个输入端连接在一起，第一或门（U9）的输出端与第一继电器控制线圈（L1）的一端电连接在一起，第一继电器控制线圈（L1）的另一端接地；动力电池组第二电池支路（2）的结构与动力电池组第一电池支路（1）的结构完全相同；动力电池组备用电池支路（3）的电池负极与电池组负载（5）的一端电连接在一起，动力电池组备用电池支路（3）的电池正极通...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁勇，李瑞，张惠文，丁继伟，关静岩，张继鹏，张晓艳，
申请(专利权)人：山西汾西重工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山西,14