一种深海潜水器电池舱用保护装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种深海潜水器电池舱用保护装置及控制方法，包括保护阀、控制器以及传感器阵列，所述保护阀与控制器电信号连接，所述控制器内部包含有控制模块，所述控制模块连接电源模块和通讯模块，所述电源模块同时与潜水器电源和自带电池电源连接，所述通讯模块分别与电池管理系统和潜水器控制系统连接，所述通讯模块同时与传感器阵列连接，所述传感器阵列包括并列排布的舱外压力传感器、舱内压力传感器、红外传感器、烟雾传感器和可燃气体传感器；通过电池舱保护阀和控制器提高了深海潜水器电池舱的安全性能，大大降低了危险发生的可能性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种深海潜水器电池舱用保护装置及控制方法


[0001]本专利技术涉及深海潜水器能源安全
，尤其是一种深海潜水器电池舱用保护装置及控制方法。

技术介绍

[0002]由于深海环境的特殊性，电池是目前深海潜水器唯一的能量来源。由于深海的压力以及海水的导电性等因素，深海潜水器上的电池组必须进行耐压密封处理。
[0003]目前，深海潜水器电池一般采用充油补偿和耐压舱这两种承压形式。耐压舱式深海潜水器电池，相较于充油补偿密封的电池，电池及控制元器件安装在耐压电池舱内，无需承受海水压力，降低了电池系统的研制难度，广泛应用于浅深度的各类潜水器中。但耐压舱作为压力容器，如电池在耐压舱内发生热失控，甚至是爆炸，将威胁到潜水器本体的安全。
[0004]现有技术中的深海潜水器耐压舱电池的安全监测仅仅依赖电池管理系统，当电池发生热失控时，只有报警和切断主回路的功能，不能对耐压舱起到任何保护措施，如潜水器在水下发生热失控爆炸事故时，将直接影响到潜水器本体的安全；如潜水器在陆上或母船上存放时发生热失控爆炸事故，潜水器此时已下电，电池管理系统甚至无法发出报警信息，除了影响到潜水器本体的安全以外，还将威胁到维护人员的人身安全，当深海潜水器电池在电池舱内发生了热失控故障，但电池舱内外压差还在电池舱的安全值范围内，该情况下，维护人员如开启电池舱进行检修，将会因内压的存在而发生危险。

技术实现思路

[0005]本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种深海潜水器电池舱用保护装置及控制方法，从而通过电池舱保护阀和控制器提高了深海潜水器电池舱的安全性能，大大降低了危险发生的可能性。
[0006]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种深海潜水器电池舱用保护装置，包括保护阀、控制器以及传感器阵列，所述保护阀与控制器电信号连接，所述控制器内部包含有控制模块，所述控制模块连接电源模块和通讯模块，所述电源模块同时与潜水器电源和自带电池电源连接，所述通讯模块分别与电池管理系统和潜水器控制系统连接，所述通讯模块同时与传感器阵列连接，所述传感器阵列包括并列排布的舱外压力传感器、舱内压力传感器、红外传感器、烟雾传感器和可燃气体传感器；
[0008]所述保护阀的结构为：包括阀体、阀芯、弹簧、锁紧块、连杆、拉杆、动铁芯、电磁控制模块、密封圈一、密封圈二、密封圈三、密封圈四、长销轴、短销轴、卡簧、轴套、弹垫和内六角螺钉，阀芯的端面通过密封圈一安装舱外压力传感器，传感器信号线通过阀芯中心的通孔传输信号到电池舱内；所述阀体中部插入有阀芯，并在阀芯的头部位置安装对称的锁紧块，每个锁紧块的外侧铰接连杆一端，连杆另一端铰接拉杆，所述拉杆铰接在动铁芯上，电磁控制模块通过弹垫和内六角螺钉固定安装在阀体端面上；所述阀芯外部套有弹簧。
[0009]其进一步技术方案在于：
[0010]保护阀通过阀体、阀芯、弹簧、锁紧块、连杆、拉杆、动铁芯、电磁控制模块、长销轴、短销轴、卡簧、轴套组成的电磁联动机构，电磁控制模块依靠电磁力拉动动铁芯向后运动，连杆和拉杆随即转动，带动锁紧块向两侧移动，阀芯从锁紧块中脱出，并依靠弹簧的弹力和舱内的内压压力共同作用，从阀体中弹出，实现整个保护阀的开启动作。
[0011]锁紧块的截面呈“C”字型结构，锁紧块的外侧中间位置向外延伸凸起，凸起处开有安装长销轴的通孔。
[0012]所述连杆的截面呈“凸”字型结构。
[0013]所述拉杆呈条状结构。
[0014]弹簧的外圈与阀体的内圈匹配。
[0015]所述控制器具备双电源供电，当潜水器下电后，可使用自带电池电源供电，对电池舱进行不间断监控和保护。
[0016]所述控制器可以接收潜水器控制系统的控制信号，自动打开保护阀，进行泄压。
[0017]一种深海潜水器电池舱用保护装置的控制方法，包括如下操作步骤：
[0018]首先，控制器工作，控制器的控制模块实时计算舱外压力传感器检测值P
舱外
与舱内压力传感器检测值P
舱内
的差值，当差值超过预设电池舱安全阈值，且传感器阵列中有至少一个传感器或电池管理系统发出报警，控制器将驱动保护阀进行保护动作。
[0019]本专利技术的有益效果如下：
[0020]本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，通过一套具有电磁联动机构的保护阀及控制器，实现了电池舱安全状态的实时监测和保护；同时通过双对比控制方法，提高了保护装置的可靠性问题，填补了深海潜水器电池舱无安全状态监测的空白。
[0021]本专利技术结构可靠，智能化程度高，可有效提高深海潜水器电池舱的安全性。
附图说明
[0022]图1为本专利技术深海潜水器电池舱用保护装置的原理图。
[0023]图2为本专利技术深海潜水器电池舱用保护装置中保护阀的结构爆炸图。
[0024]图3为本专利技术深海潜水器电池舱用保护装置中保护阀的主视图。
[0025]图4为图3中沿A
‑
A截面的全剖视图(动作一)。
[0026]图5为图3中沿A
‑
A截面的全剖视图(动作二)。
[0027]图6为图3中沿A
‑
A截面的全剖视图(动作三)。
[0028]图7为本专利技术深海潜水器电池舱用保护装置控制方法的流程图。
[0029]其中：1、保护阀；2、控制器；3、传感器阵列；4、电池管理系统；5、潜水器电源；6、自带电池电源；7、潜水器控制系统；8、阀体；9、阀芯；10、弹簧；11、锁紧块；12、连杆；13、拉杆；14、动铁芯；15、电磁控制模块；16、密封圈一；17、密封圈二；18、密封圈三；19、密封圈四；20、长销轴；21、短销轴；22、卡簧；23、轴套；24、弹垫；25、内六角螺钉；
[0030]201、控制模块；202、电源模块；203、通讯模块；
[0031]301、舱外压力传感器；302、舱内压力传感器；303、红外传感器；304、烟雾传感器；305、可燃气体传感器。
具体实施方式
[0032]下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。
[0033]如图1
‑
图7所示，本实施例的深海潜水器电池舱用保护装置，包括保护阀1、控制器2以及传感器阵列3，保护阀1与控制器2电信号连接，控制器2内部包含有控制模块201，控制模块201连接电源模块202和通讯模块203，电源模块202同时与潜水器电源5和自带电池电源6连接，通讯模块203分别与电池管理系统4和潜水器控制系统7连接，通讯模块203同时与传感器阵列3连接，传感器阵列3包括并列排布的舱外压力传感器301、舱内压力传感器302、红外传感器303、烟雾传感器304和可燃气体传感器305；
[0034]保护阀1的结构为：包括阀体8、阀芯9、弹簧10、锁紧块11、连杆12、拉杆13、动铁芯14、电磁控制模块15、密封圈一16、密封圈二17、密封圈三18、密封圈四19、长销轴20、短销轴21、卡簧22、轴套23、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深海潜水器电池舱用保护装置，其特征在于：包括保护阀(1)、控制器(2)以及传感器阵列(3)，所述保护阀(1)与控制器(2)电信号连接，所述控制器(2)内部包含有控制模块(201)，所述控制模块(201)连接电源模块(202)和通讯模块(203)，所述电源模块(202)同时与潜水器电源(5)和自带电池电源(6)连接，所述通讯模块(203)分别与电池管理系统(4)和潜水器控制系统(7)连接，所述通讯模块(203)同时与传感器阵列(3)连接，所述传感器阵列(3)包括并列排布的舱外压力传感器(301)、舱内压力传感器(302)、红外传感器(303)、烟雾传感器(304)和可燃气体传感器(305)；所述保护阀(1)的结构为：包括阀体(8)、阀芯(9)、弹簧(10)、锁紧块(11)、连杆(12)、拉杆(13)、动铁芯(14)、电磁控制模块(15)、密封圈一(16)、密封圈二(17)、密封圈三(18)、密封圈四(19)、长销轴(20)、短销轴(21)、卡簧(22)、轴套(23)、弹垫(24)和内六角螺钉(25)，阀芯(9)的端面通过密封圈一(16)安装舱外压力传感器(301)，传感器信号线通过阀芯(9)中心的通孔传输信号到电池舱内；所述阀体(8)中部插入有阀芯(9)，并在阀芯(9)的头部位置安装对称的锁紧块(11)，每个锁紧块(11)的外侧铰接连杆(12)一端，连杆(12)另一端铰接拉杆(13)，所述拉杆(13)铰接在动铁芯(14)上，电磁控制模块(15)通过弹垫(24)和内六角螺钉(25)固定安装在阀体(8)端面上；所述阀芯(9)外部套有弹簧(10)。2.如权利要求1所述的一种深海潜水器电池舱用保护装置，其特征在于：保护阀(1)通过阀体(8)、阀芯(9)、弹簧(10)、锁紧块(11)、连杆(12)、拉杆(13)、动铁芯(14)、电磁控制模块(15)、长销轴(20)...

【专利技术属性】
技术研发人员：何巍巍，张伟，宋德勇，郑鹏，杨申申，李德军，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：