多动力源两栖艇能量管理控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多动力源两栖艇能量管理控制系统及方法，应用于两栖艇能量管理技术领域，能够实现多动力源系统的优化控制，有效提升多动力源两栖艇的燃油经济性。该系统包括：两栖动力模块，用于为多动力源两栖艇提供陆上工况和水上工况的行驶动力；水陆工况环境感知模块，与两栖动力模块连接，用于实时获取多动力源两栖艇的环境信息，根据环境信息确定多动力源两栖艇的工况信息，根据工况信息控制多动力源两栖艇的两栖动力模块进行工况模式切换；能量管理模块，分别与两栖动力模块以及水陆工况环境感知模块连接，用于根据水陆工况环境感知模块获取的环境信息，对两栖动力模块进行预设能量管理；预设能量管理包括陆上能量管理和水上能量管理。管理和水上能量管理。管理和水上能量管理。

【技术实现步骤摘要】
多动力源两栖艇能量管理控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及两栖艇能量管理
，尤其涉及一种多动力源两栖艇能量管理控制系统及方法。

技术介绍

[0002]随着新能源制造业的迅速发展，新能源技术不断地应用在新汽车以及船舶等交通运输的各种领域。虽然目前针对新能源汽车和新能源船舶的研究已经相对较多，但是目前对于同时需要工作在水上与陆上两种工况的两栖救援艇的动力系统控制研究却较为缺乏。其中，混合动力系统能够弥补纯电系统与燃油动力系统的缺点。而混合动力两栖艇具备多个种类动力来源，其能够突破单一动力源工作的局限性，实现两栖艇系统整体效率提升并降低排放。但相关技术中，能量管理策略一般包括基于规则和基于优化的两类控制策略，而基于规则的控制策略取决于工程经验，对工况的适应性较差。基于优化的控制策略，虽然全局优化型控制策略可以获取理论上的最优控制效果，但是需要两栖艇行驶过程的完整工况输入，计算量较大且实时性较差，而瞬时优化型控制策略的优化效果则不如全局优化，优化结果的次优。因此，如何在保证动力系统满足两栖艇的期望响应的条件下，还能够考虑两栖艇行驶的水陆两栖的复杂工况，实现多动力源系统达到最优控制，从而使两栖艇保持最佳燃油经济性性，减少排放成为目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题的至少之一，本专利技术提出一种多动力源两栖艇能量管理控制系统及方法，能够实现多动力源系统的优化控制，并且有效提升多动力源两栖艇的燃油经济性。
[0004]一方面，本专利技术实施例提供了一种多动力源两栖艇能量管理控制系统，包括：
[0005]两栖动力模块，所述两栖动力模块用于为所述多动力源两栖艇提供陆上工况和水上工况的行驶动力；
[0006]水陆工况环境感知模块，所述水陆工况环境感知模块与所述两栖动力模块连接，所述水陆工况环境感知模块用于实时获取所述多动力源两栖艇的环境信息，并根据所述环境信息确定所述多动力源两栖艇的工况信息，并根据所述工况信息控制所述多动力源两栖艇的两栖动力模块进行工况模式切换；其中，所述工况模式包括所述陆上工况和所述水上工况；
[0007]能量管理模块，所述能量管理模块分别与所述两栖动力模块以及所述水陆工况环境感知模块连接，所述能量管理模块用于根据所述水陆工况环境感知模块获取的环境信息，对所述两栖动力模块进行预设能量管理；其中，所述预设能量管理包括陆上能量管理和水上能量管理。
[0008]根据本专利技术实施例的一种多动力源两栖艇能量管理控制系统，至少具有如下有益效果：本实施例中水陆工况环境感知模块与两栖动力模块连接，并且能力管理模块分别与
两栖动力模块以及水陆工况环境感知模块连接。本实施例通过水陆环境感知模块实时获取多动力源两栖艇所处的环境信息，以根据环境信息确定多动力源两栖艇的工况信息，从而根据工况信息控制两栖动力模块进行相应的工况模式切换，包括陆上工况和水上工况。接着，两栖动力模块根据对应的工况模式提供相应的陆上工况或水上工况的行驶动力，从而实现多动力源两栖艇的动力分配。同时，本实施例中能量管理模块则根据水陆环境感知模块获取的环境信息，对两栖动力模块进行预设能量管理，包括陆上能量管理和水上能量管理，从而实现对多动力源两栖艇的能量管理。本实施例通过水陆工况环境感知模块对多动力源两栖艇进行动力分配，并通过能量管理模块对多动力两栖艇进行能量管理，从而能够实现多动力源系统的优化控制，并且有效提升多动力源两栖艇的燃油经济性。
[0009]根据本专利技术的一些实施例，所述两栖动力模块，包括：
[0010]发动机与发电机组，所述发电机与发电机组用于为所述多动力源两栖艇提供第一动力；
[0011]高压管理控制器，所述高压管理控制器和所述发动机与发电机组电气连接，所述高压管理控制器用于进行高压配电管理；
[0012]两栖艇控制器，所述两栖艇控制器分别与所述高压管理控制器以及所述发动机与发电机组控制连接，所述两栖艇控制器用于所述多动力源两栖艇行驶过程中进行控制决策；
[0013]动力电池单元子模块，所述动力电池单元子模块与所述高压管理控制器电气连接，所述动力电池单元子模块与所述两栖艇控制器控制连接，所述动力电池单元子模块用于对动力电池进行控制管理。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述两栖动力模块包括陆上动力模块和水上动力模块，所述陆上动力模块用于为所述多动力源两栖艇提供陆上工况的行驶动力，所述水上动力模块用于为所述多动力源两栖艇提供水上工况的行驶动力；
[0015]其中，所述陆上动力模块还包括：
[0016]轮毂电机驱动子模块，所述轮毂电机驱动子模块与所述两栖艇控制器控制连接，所述轮毂电机驱动子模块与所述高压管理控制器电气连接，所述轮毂电机驱动子模块用于根据所述两栖艇控制器的控制信号驱动所述多动力源两栖艇的轮毂电机；
[0017]所述水上动力模块还包括：
[0018]喷泵驱动子模块，所述喷泵驱动子模块与所述两栖艇控制器控制连接，所述喷泵驱动子模块与所述高压管理控制器电气连接，所述喷泵驱动子模块用于提供所述多动力源两栖艇在水上工况行驶的推力；
[0019]超级电容，所述超级电容与所述高压管理控制器电气连接，所述超级电容与所述两栖艇控制器控制连接，用于存储所述发动机与发电机组产生的电能，并对所述喷泵驱动子模块输出电能。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，所述喷泵驱动子模块包括：
[0021]喷泵电机控制器，所述喷泵电机控制器与所述两栖艇控制器控制连接，所述喷泵电机控制器与所述高压管理控制器电气连接；
[0022]喷泵驱动电机，所述喷泵驱动电机与所述喷泵电机控制器电气连接，所述喷泵驱动电机用于根据所述喷泵电机控制器的控制信号工作产生相应的行驶推力。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，所述水陆工况环境感知模块包括：
[0024]环境感应子模块，所述环境感应子模块用于获取所述多动力源两栖艇的所述环境信息；
[0025]环境信号传输子模块，所述环境信号传输子模块分别与所述环境感应子模块以及所述能量管理模块电气连接，所述环境信号传输子模块用于将所述环境感应子模块获取的所述环境信息传输至所述能量管理模块；
[0026]两栖工况触发子模块，所述两栖工况触发子模块分别与所述环境信号传输子模块以及所述高压管理控制器电气连接，所述两栖工况触发子模块与所述两栖艇控制器控制连接，所述两栖工况触发子模块用于根据所述环境信息控制所述两栖动力模块进行陆上工况和水上工况的切换。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，所述环境感应子模块包括：
[0028]测深仪，所述测深仪用于检测所述多动力源两栖艇与水底的垂直距离；
[0029]相机成像装置，所述相机成像装置用于获取所述多动力源两栖艇所处位置的预设环境图像；其中，所述预设环境图像包括陆地环境图像和水上环境图像。
[0030]另一方面，本专利技术实施例还提供了一种多动力源两栖艇能量管理控制方法，包括以下步骤：
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多动力源两栖艇能量管理控制系统，其特征在于，包括：两栖动力模块，所述两栖动力模块用于为所述多动力源两栖艇提供陆上工况和水上工况的行驶动力；水陆工况环境感知模块，所述水陆工况环境感知模块与所述两栖动力模块连接，所述水陆工况环境感知模块用于实时获取所述多动力源两栖艇的环境信息，并根据所述环境信息确定所述多动力源两栖艇的工况信息，并根据所述工况信息控制所述多动力源两栖艇的两栖动力模块进行工况模式切换；其中，所述工况模式包括所述陆上工况和所述水上工况；能量管理模块，所述能量管理模块分别与所述两栖动力模块以及所述水陆工况环境感知模块连接，所述能量管理模块用于根据所述水陆工况环境感知模块获取的环境信息，对所述两栖动力模块进行预设能量管理；其中，所述预设能量管理包括陆上能量管理和水上能量管理。2.根据权利要求1所述的多动力源两栖艇能量管理控制系统，其特征在于，所述两栖动力模块，包括：发动机与发电机组，所述发电机与发电机组用于为所述多动力源两栖艇提供第一动力；高压管理控制器，所述高压管理控制器和所述发动机与发电机组电气连接，所述高压管理控制器用于进行高压配电管理；两栖艇控制器，所述两栖艇控制器分别与所述高压管理控制器以及所述发动机与发电机组控制连接，所述两栖艇控制器用于所述多动力源两栖艇行驶过程中进行控制决策；动力电池单元子模块，所述动力电池单元子模块与所述高压管理控制器电气连接，所述动力电池单元子模块与所述两栖艇控制器控制连接，所述动力电池单元子模块用于对动力电池进行控制管理。3.根据权利要求2所述的多动力源两栖艇能量管理控制系统，其特征在于，所述两栖动力模块包括陆上动力模块和水上动力模块，所述陆上动力模块用于为所述多动力源两栖艇提供陆上工况的行驶动力，所述水上动力模块用于为所述多动力源两栖艇提供水上工况的行驶动力；其中，所述陆上动力模块还包括：轮毂电机驱动子模块，所述轮毂电机驱动子模块与所述两栖艇控制器控制连接，所述轮毂电机驱动子模块与所述高压管理控制器电气连接，所述轮毂电机驱动子模块用于根据所述两栖艇控制器的控制信号驱动所述多动力源两栖艇的轮毂电机；所述水上动力模块还包括：喷泵驱动子模块，所述喷泵驱动子模块与所述两栖艇控制器控制连接，所述喷泵驱动子模块与所述高压管理控制器电气连接，所述喷泵驱动子模块用于提供所述多动力源两栖艇在水上工况行驶的推力；超级电容，所述超级电容与所述高压管理控制器电气连接，所述超级电容与所述两栖艇控制器控制连接，用于存储所述发动机与发电机组产生的电能，并对所述喷泵驱动子模块输出电能。4.根据权利要求3所述的多动力源两栖艇能量管理控制系统，其特征在于，所述喷泵驱动子模块包括：
喷泵电机控制器，所述喷泵电机控制器与所述两栖艇控制器控制连接，所述喷泵电机控制器与所述高压管理控制器电气连接；喷泵驱动电机，所述喷泵驱动电机与所述喷泵电机控制器电气连接，所述喷泵驱动电机用于根据所述喷泵电机控制器的控制信号工作产生相应的行驶推力。5.根据权利要求2所述的多动力源两栖艇能量管理控制系统，其特征在于，所述水陆工况环境感知模块包括：环境感应子模块，所述环境感应子模块用于获取所述多动力源两栖艇的所述环境信息；环境信号传输子模块，所述环境信号传输子模块分别与所述环境感应子模...

【专利技术属性】
技术研发人员：付翔，赵鼎晔，谭雨豪，张傅玥，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：