一种用于恶劣环境下的便携式野战电源管理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了用于恶劣环境下的便携式野战电源管理方法及系统，该方法包括：收集单兵行走发电电池、金属空气电池以及柔性薄膜太阳能电池能量；利用收集的能量为蓄电池模块充电且采用高电流、低电压充电模式，应急开关状态为停用时通过直流

【技术实现步骤摘要】
一种用于恶劣环境下的便携式野战电源管理方法及系统


[0001]本专利技术涉及便携式野战电源
，更为具体来说，本专利技术为一种用于恶劣环境下的便携式野战电源管理方法及系统。

技术介绍

[0002]为了出色完成任务，士兵需要携带越来越多的设备奔赴战场，其中大部分设备为单兵信息化装备及其电源系统，在部队远距离投送、自然条件恶劣、难以依靠当地电力网络以及后勤补给困难的情况下，高效的便携式高能密度野战电源系统势必将成为保证作战任务分队电子信息系统正常运转的源动力，野战电源的多样化和智能化将彻底改变单兵作战方式。
[0003]但是，现有的便携式野战电源存在如下的问题；首先，现有的便携式野战电源过分依赖后勤补给或当地电力，在恶劣的自然环境下难以长时间持续工作，在一定程度上降低了单兵作战的战斗力；其次，现有的便携式野战电源输出受限、无法满足用电多样化需求，比如，无法充分满足激光测距仪、单兵电脑、卫星电话、GPS、北斗定位设备、夜视仪等设备用电多样化需求；最后，现有的便携式野战电源存在红外辐射强、隐蔽性差、极易被敌方侦察发现、比能量低、容量小、效率低、充电条件受限、安全性低、体积大及重量大等问题，所以现有的便携式野战电源战场生存能力较弱。
[0004]因此，鉴于现有的便携式野战电源存在多种局限性、限制信息化设备发挥等问题，如何实现便携式野战电源长时间工作、满足用电多样化需求及提高战场生存能力，成为了本领域技术人员关注的重点和努力的方向。

技术实现思路

[0005]为解决现有的便携式野战电源存在的难以长时间持续工作、战场生存能力较弱及无法满足用电多样化需求等问题，本专利技术创新提供了一种用于恶劣环境下的便携式野战电源管理方法及系统。
[0006]为实现上述的技术目的，本专利技术公开了一种用于恶劣环境下的便携式野战电源管理方法，该方法包括如下步骤；
[0007]步骤1，收集单兵行走发电电池产生的第一能量、金属空气电池产生的第二能量及柔性薄膜太阳能电池产生的第三能量；
[0008]步骤2，利用所述第一能量、所述第二能量及所述第三能量中的至少一种能量为便携式野战电源中的蓄电池模块充电，在为蓄电池模块充电的过程中令实时充电电流大于预设电流值且令实时充电电压小于预设电压值，并同时通过便携式野战电源中的温控模块使蓄电池模块处于预设温度范围内；
[0009]步骤3，判断便携式野战电源中的应急开关实时工作状态；如果实时工作状态为停用状态，则执行步骤4；如果实时工作状态为启用状态，则执行步骤5；
[0010]步骤4，令蓄电池模块输出的电能依次通过便携式野战电源中的保护模块和直流
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直流变换模块后为直流负载充电，和/或令蓄电池模块输出的电能依次通过便携式野战电源中的保护模块和直流
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交流逆变模块后为交流负载充电，并同时通过便携式野战电源中的温控模块使蓄电池模块处于预设温度范围内，然后返回步骤3；
[0011]步骤5，通过应急开关控制保护模块的状态由接通转换为断开，从而停止便携式野战电源的蓄电池模块为负载充电。
[0012]进一步地，在步骤2和/或步骤4中，利用温控模块中的冷却风扇对蓄电池模块进行散热或者利用温控模块中的电阻丝或加热膜对蓄电池模块进行加热；其中，蓄电池模块为温控模块提供工作电源。
[0013]进一步地，步骤1中还包括收集市电供给的第四能量的步骤；
[0014]步骤2中还包括利用所述第一能量、所述第二能量、所述第三能量及所述第四能量中的至少一种能量为便携式野战电源中的蓄电池模块充电的步骤。
[0015]基于上述的技术方案，本专利技术能够满足便携式野战电源在恶劣的环境下长时间持续工作、多种输入输出模式等要求，依据本专利技术加工出的野战电源还具有能量密度高、静默低辐射、体积小、容量大及重量轻等优点，所以本专利技术能够适应单兵和作战分队电源系统实战化和野战化需要，满足多功能激光测距仪、单兵电脑、卫星电话、GPS、北斗定位装置、夜视仪等设备电源的多样化的使用需求，为提升单兵和作战任务分队战斗力提供能源支持。
[0016]为实现上述技术目的，本专利技术还公开了一种用于恶劣环境下的便携式野战电源管理系统，该系统包括能量收集系统、能量存储系统及能量管理系统；
[0017]所述能量收集系统包括单兵行走发电电池、金属空气电池、柔性薄膜太阳能电池及充电器，且所述充电器用于将单兵行走发电电池、金属空气电池及柔性薄膜太阳能电池收集的能量转移至能量存储系统；
[0018]所述能量存储系统包括蓄电池模块、充电模块及放电模块，所述充电模块用于将充电器转移过来的能量充入蓄电池模块，所述蓄电池模块用于存储能量，所述放电模块用于将蓄电池模块存储的能量输出；
[0019]所述能量管理系统包括温控模块、应急开关、保护模块、直流
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直流变换模块及直流
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交流逆变模块，所述保护模块用于令放电模块输出的能量转移至直流
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直流变换模块或直流
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交流逆变模块，所述直流
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直流变换模块用于将能量输出至直流负载，所述直流
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交流逆变模块用于将能量输出至交流负载；所述温控模块用于令蓄电池模块工作于预设温度范围内，所述应急开关用于控制所述保护模块断开后停止蓄电池模块为负载供电。
[0020]基于上述的技术方案，本专利技术能够满足便携式野战电源在恶劣的环境下长时间持续工作、多种输入输出模式等要求，依据本专利技术加工出的野战电源还具有能量密度高、静默低辐射、体积小、容量大及重量轻等优点，所以本专利技术能够适应单兵和作战分队电源系统实战化和野战化需要，满足多功能激光测距仪、单兵电脑、卫星电话、GPS、北斗定位装置、夜视仪等设备电源的多样化的使用需求，为提升单兵和作战任务分队战斗力提供能源支持。
[0021]进一步地，所述单兵行走发电电池，用于通过内部的压电材料将单兵行走产生的机械能转化为电能，所述充电器用于将该电能转移至能量存储系统，所述压电材料包括聚偏氟乙稀和锆钛酸铅。
[0022]基于上述改进的技术方案，本专利技术能够将单兵行走过程产生的机械能充分回收利用，在恶劣的自然环境下，即使没有后勤补给保证，本专利技术仍能满足单兵信息化设备的用电
需求。
[0023]进一步地，所述直流
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交流逆变模块包括级联的逆变桥、隔离变压器、周波变换器及滤波器，所述逆变桥上设有LC串联谐振电路；所述逆变桥与保护模块连接，所述滤波器用于连接交流负载连接。
[0024]基于上述改进的技术方案，通过对输出部分(直流
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交流逆变模块)的改进，本专利技术还具有电能变换效率高、功率密度大等突出优点，能够更好满足在恶劣环境下对便携式野战电源的需要。
[0025]进一步地，在直流
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直流变换模块与直流
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交流逆变模块之间设置有电气隔离装置。
[0026]基于上述改进的技术方案，在能够满足多样化的输出要求的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于恶劣环境下的便携式野战电源管理方法，其特征在于：该方法包括如下步骤；步骤1，收集单兵行走发电电池产生的第一能量、金属空气电池产生的第二能量及柔性薄膜太阳能电池产生的第三能量；步骤2，利用所述第一能量、所述第二能量及所述第三能量中的至少一种能量为便携式野战电源中的蓄电池模块充电，在为蓄电池模块充电的过程中令实时充电电流大于预设电流值且令实时充电电压小于预设电压值，并同时通过便携式野战电源中的温控模块使蓄电池模块处于预设温度范围内；步骤3，判断便携式野战电源中的应急开关实时工作状态；如果应急开关实时工作状态为停用状态，则执行步骤4；如果应急开关实时工作状态为启用状态，则执行步骤5；步骤4，令蓄电池模块输出的电能依次通过便携式野战电源中的保护模块和直流
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直流变换模块后为直流负载充电，和/或令蓄电池模块输出的电能依次通过便携式野战电源中的保护模块和直流
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交流逆变模块后为交流负载充电，并同时通过便携式野战电源中的温控模块使蓄电池模块处于预设温度范围内，然后返回步骤3；步骤5，通过应急开关控制保护模块的状态由接通转换为断开，从而停止便携式野战电源的蓄电池模块为负载充电。2.根据权利要求1所述的用于恶劣环境下的便携式野战电源管理方法，其特征在于：在步骤2和/或步骤4中，利用温控模块中的冷却风扇对蓄电池模块进行散热或者利用温控模块中的电阻丝或加热膜对蓄电池模块进行加热；其中，蓄电池模块为温控模块提供工作电源。3.根据权利要求1或2所述的用于恶劣环境下的便携式野战电源管理方法，其特征在于：步骤1中还包括收集市电供给的第四能量的步骤；步骤2中还包括利用所述第一能量、所述第二能量、所述第三能量及所述第四能量中的至少一种能量为便携式野战电源中的蓄电池模块充电的步骤。4.一种用于恶劣环境下的便携式野战电源管理系统，其特征在于：该系统包括能量收集系统、能量存储系统及能量管理系统；所述能量收集系统包括单兵行走发电电池、金属空气电池、柔性薄膜太阳能电池及充电器，且所述充电器用于将单兵行走发电电池、金属空气电池及柔性薄膜太阳能电池收集的能量转移至能量存储系统；所述能量存储系统包括蓄电池模块、充电模块及放电模块，所述充电模块用于将充电器转移过来的能量充入蓄电池模块，所述蓄电池模块用于存储能量，所述放电模块用...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷红红，王瑞智，张志刚，肖建军，
申请(专利权)人：郑州佛光发电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：