一种深海电池用升压电源控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种深海电池用升压电源控制系统及控制方法，属于新能源设备管理技术领域，其特征在于，由第二转换器、一次电池和控制器三部分组成；其中：所述控制器由第一转换器、二次电池、处理器、数据存储器和下位机组成；镁海水溶解氧电池通过第一转换器与处理器连接，所述镁海水溶解氧电池通过二号开关与第二转换器连接，所述第二转换器通过一号开关与负载连接，所述第二转换器与二次电池连接，所述处理器通过三号开关分别与下位机、一次电池连接，所述下位机与数据存储器连接。本发明专利技术能够解决镁海水溶解氧深海电池低压升高压以及保证电池电源控制系统在深海电池使用过程中稳定、安全发挥作用等电源控制系统问题。安全发挥作用等电源控制系统问题。安全发挥作用等电源控制系统问题。

【技术实现步骤摘要】
一种深海电池用升压电源控制系统及控制方法


[0001]本专利技术属于新能源设备管理
，具体涉及一种深海电池用升压电源控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]远海深海设备由于其部署位置远离大陆，无法通过铺设海底电缆进行长距离输电，因此必须为其配备可供长期发电的分布式独立电源，为水下电子设备提供持续稳定的电力支持，保障水下用电设备的生存时间。然而由于深海环境条件复杂，受限于低温、高压、无光、腐蚀等环境，常规电能源技术存在使用寿命短、无法维护、安全可靠性差等不足。
[0003]金属镁海水溶解氧电池是专为海洋环境应用而开发的一类高比能量一次化学电池，它采用原电池原理，是以活泼金属材料(如Li、Mg、Al、Zn等)为负极，以AgCl、CuCl、PbCl2、H2O2等电极或直接以海水中的溶解氧还原电极为正极的水体系金属
‑
空气电池。
[0004]其中，镁海水溶解氧电池技术可满足低功率、长寿命深海电子设备的用电需求。该电池采用高负电位镁合金作为阳极，惰性碳纤维刷电极作为阴极(电催化海水中的溶解氧)，设计为开放式结构，以天然海水作为电解液，海水中的溶解氧作为正极活性物质，利用海流实现氧的供给。电池反应原理如下：
[0005]阳极反应：Mg
→
Mg
2+
+2e
‑
；
[0006]阴极反应：O2+2H2O+4e
‑
→
4OH
‑
；
[0007]在阳极金属Mg同时还存在自腐蚀过程：
[0008]Mg+2H2O
→
Mg
2+
+2OH
‑
+H2↑
[0009]由于镁镁海水溶解氧电池电解液取自天然海水，因此使用时不需要携带电解液，减轻了电池质量，提高电池能量密度；镁海水溶解氧电池具有开放式结构，与常规电源相比在深海中使用时不需要安装在特定的耐压容器中，电池结构更加简单，安全性能更好；金属镁海水溶解氧电池常在干态下进行存储，存储时间可以无限长，浸入海水后即可激活，工作时流动的海水能够将电池反应产物带离电极表面，减小反应副产物对电池性能影响，使电池输出电压更加平稳。
[0010]然而，镁海水溶解氧电池本身工作电压输出只有1.3V～1.8V，常规深海设备的工作电压为12V～48V等，远远满足不了常规深海设备的工作电压需求，需要对其进行升压处理。电池电源控制系统在深海使用过程中人为干预很难，出现问题很难维护，需要系统稳定性强，安全性好，结构简单实用。报道的升压电源控制系统较多，但是专门应用于镁海水溶解氧深海电池的升压电源控制系统和电源控制方法暂时还没有。
[0011]CN203896190U公开了直流电源系统，属于新能源领域。该专利专利技术的直流电源系统适合常规镁海水溶解氧电池应用，要求镁海水溶解氧电池初始电压较高。镁海水溶解氧电池是深海镁合金溶解氧镁海水溶解氧电池，且初始电压较低。
[0012]CN2098784涉及一种金属—空气—海水的组合电源，其特征在于阳极为一种活泼金属，阴极为炭，空气中的氧化去极化剂而构成。该专利技术专利研发的是组合电源系统，简单
提到了金属
‑
空气
‑
镁海水溶解氧电池的升压方案，不详细。且依据其描述该电源系统只能在海水表面应用，不能在深海应用。
[0013]CN2325631公开一种以镁海水溶解氧电池作电源，采用氙气灯做光源的海洋标志灯，电源采用新型镁海水溶解氧电池，电池采用单节或并联的方式供电，这样即简化了电池的结构有增加了电源的可靠性。该专利描述的电源系统是针对海洋表面标识灯用途研发，仅适合在海水表面使用，不具备数据存储等功能。

技术实现思路

[0014]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种深海电池用升压电源控制系统及控制方法，能够解决镁海水溶解氧深海电池低压升高压以及保证电池电源控制系统在深海电池使用过程中稳定、安全发挥作用等电源控制系统问题。
[0015]本专利技术的第一目的是提供一种深海电池用升压电源控制系统，由第二转换器、一次电池和控制器三部分组成；其中：所述控制器由第一转换器、二次电池、处理器、数据存储器和下位机组成；镁海水溶解氧电池1通过第一转换器与处理器连接，所述镁海水溶解氧电池通过二号开关与第二转换器连接，所述第二转换器通过一号开关与负载连接，所述第二转换器与二次电池连接，所述处理器通过三号开关分别与下位机、一次电池连接，所述下位机与数据存储器连接。
[0016]优选地，所述第二转换器包括具有逻辑判断功能的第三开启条件和第四开启条件。
[0017]优选地，所述第一转换器包括具有逻辑判断功能的第一开启条件和第二开启条件。
[0018]优选地，所述第二转换器将镁海水溶解氧电池输出的能量为负载、二次电池和处理器供电；所述控制器监控镁海水溶解氧电池和二次电池的工作状态；所述控制器由镁海水溶解氧电池通过第一转换器变换电压后独立供电。
[0019]本专利技术的第二目的是提供一种深海电池用升压电源控制方法，包括：
[0020]S1：第一转换器接收镁海水溶解氧电池的信号后，判断与第一开启条件是否匹配，若与第一开启条件匹配，升压为处理器供电；
[0021]S2：处理器接收镁海水溶解氧电池的电压信号后，判断与第二开启条件是否匹配，若与第二开启条件匹配，升压为下位机、数据采集器供电；若镁海水溶解氧电池的电压信号不匹配第二开启条件，不闭合三号开关，一次电池为下位机和数据采集器供电；
[0022]S3：第二转换器接收镁海水溶解氧电池的电压信号后，判断与第三开启条件是否匹配，若与第三开启条件匹配，升压为二次电池供电；
[0023]S4：第二转换器接收二次电池的信号后，判断与第四开启条件是否匹配，若与第四开启条件匹配，升压为二次电池和负载同时供电，当负载大功率工作且镁海水溶解氧电池的输入功率不满足时，二次电池补充输出，二次电池和镁海水溶解氧电池同时供电。
[0024]本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0025]本专利技术能够解决镁海水溶解氧深海电池低压升高压以及保证电池电源控制系统在深海电池使用过程中稳定、安全发挥作用等电源控制系统问题。
附图说明
[0026]图1为本专利技术优选实施例的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术优选实施例的结构原理图；
[0028]图3为本专利技术优选实施例的流程图。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术的上述目的、设计的控制系及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0030]如图1所示，本专利技术的技术方案为：
[0031]一种深海电池用升压电源控制系统，由第二转换器22、一次电池23和控制器21三部分组成；其中：所述控制器21由第一转换器211、二次电池212、处理器214、数据存储器2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深海电池用升压电源控制系统，其特征在于，由第二转换器、一次电池和控制器三部分组成；其中：所述控制器由第一转换器、二次电池、处理器、数据存储器和下位机组成；镁海水溶解氧电池通过第一转换器与处理器连接，所述镁海水溶解氧电池通过二号开关与第二转换器连接，所述第二转换器通过一号开关与负载连接，所述第二转换器与二次电池连接，所述处理器通过三号开关分别与下位机、一次电池连接，所述下位机与数据存储器连接。2.根据权利要求1所述的深海电池用升压电源控制系统，其特征在于，所述第二转换器包括具有逻辑判断功能的第三开启条件和第四开启条件。3.根据权利要求1所述的深海电池用升压电源控制系统，其特征在于，第一转换器211包括具有逻辑判断功能的第一开启条件和第二开启条件。4.根据权利要求1所述的深海电池用升压电源控制系统，其特征在于，所述第二转换器将镁海水溶解氧电池输出的能量为负载、二次电池和处理器供电；所述控制器监控镁海水溶解氧电池和二...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵青，刘延东，王宇轩，周灿，葛薇薇，董涵，李学海，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：