CN109888133A - 一种长期观测着陆器能源管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种长期观测着陆器能源管理系统，具体地说是一种长期观测着陆器的能源管理系统。所述系统主要包括电池组，嵌入式控制器，数据采集模块，继电器等。所述系统安装于长期观测着陆器内部，嵌入式控制器通过数据采集模块采集各个电池组的电量信息以及电池舱的状态信息，根据每个电池组的电量信息以及电池舱的状态决定该电池组是否接入能源系统。当电池组电量过低时或者电池舱发生漏水等应急情况时，可以立即切断电池舱与系统的连接。本发明可实现对长期观测着陆器的电池组能源系统进行管理。

Description

一种长期观测着陆器能源管理系统

技术领域

本发明涉及深海生态过程长期定点观测着陆器系统，具体地说是一种长期观测着陆器的能源管理系统。

背景技术

深海作为海洋系统的重要组成部分，拥有深海平原、海山、热液、冷泉等特殊环境，导致海底地形、理化因子的剧烈变化，从而影响深层海洋动力、热力等过程，进而孕育了独特的生态系统。但是，由于调查设备和手段的缺乏，目前对于深海系统的了解大多基于一次或者数次取样调查的结果，缺少连续系统的观测资料，导致对深海环境及其栖息生物缺乏系统的过程研究和机理认识。对于一种能够在深海环境现场连续观测及相关数据采集的设备需求日益加深。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长期观测着陆器的能源管理系统。该系统实现了长期观测着陆器的能源管理，能够实现着陆器能源的优化使用，可以使着陆器的有效工作时间达到最长。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种长期观测着陆器能源管理系统，包括控制舱以及与其连接的多个电池舱，每个电池舱通过控制舱内对应的继电器连接到开关电源模块。

所述电池舱内设有多块电池，每块电池并联一个防过放二极管，每若干块电池串联构成一组，每组电池串联一个PTC热敏电阻和一个防反充二极管。

一种长期观测着陆器能源管理系统还包括嵌入式控制器和数据采集模块；所述嵌入式控制器与开关电源模块、继电器、数据采集模块连接。

所述PTC热敏电阻与数据采集模块连接。

所述电池舱通过水密电缆连接至控制舱内的继电器。

所述继电器为双线圈磁保持型继电器，继电器的吸合控制端和断开控制端均连接至嵌入式控制器，两个负载输入端分别连接电池舱的正、负极,负载输出端连接至开关电源模块。

一种长期观测着陆器能源管理系统，还包括漏水传感器，所述漏水传感器设于电池舱内，与数据采集模块连接。

一种长期观测着陆器能源管理方法，包括以下步骤：

数据采集模块采集电池舱内的工作状态，包括电池电量信息和漏水传感器反馈信息；

若电量低于阈值或/和漏水传感器反馈信息表示漏水，嵌入式控制器发出控制命令，通过继电器切断与电量低于阈值或/和漏水的电池舱的连接。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明共包括一个控制舱和四个电池舱，每个电池舱均通过水密电缆连接至控制舱内的继电器，然后连接到开关电源模块为控制系统供电。

2.每个电池舱共包括24块高能量电池，电池的连接方式为每6块电池先串联，然后4个串联好的电池组再并联。

3.每个电池舱内均安装有漏水检测传感器。

4.本发明的控制舱和电池舱采用玻璃球体结构，比传统密封舱更加安全、轻便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为电池舱原理示意图；

图3为本发明所述一种长期观测着陆器能源管理系统的控制系统硬件原理框图；

图4为本发明所述一种长期观测着陆器能源管理系统的软件流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

本发明涉及深海冷泉区生态过程长期观测系统，具体地说是一种长期观测着陆器的能源管理系统。所述系统主要包括电池组，嵌入式控制器，数据采集模块，继电器等。所述系统安装于长期观测着陆器内部，嵌入式控制器通过数据采集模块采集各个电池组的电量信息以及电池舱的状态信息，根据每个电池组的电量信息以及电池舱的状态决定该电池组是否接入能源系统。当电池组电量过低时或者电池舱发生漏水等应急情况时，可以立即切断电池舱与系统的连接。本发明可实现对长期观测着陆器的电池组能源系统进行管理。

一种长期观测着陆器能源管理系统包括：4个电池舱和1个控制舱，其特征在于：每个电池舱均通过水密电缆连接至控制舱内的继电器，然后连接到开关电源模块为控制系统供电。

电池舱共包括24块高能量电池，每块电池并联一个防过放二极管，每6块电池串联在一起为一小组，每一小组电池串联一个PTC热敏电阻和一个防反充二极管。

采用嵌入式控制器，通过数据采集模块对电池舱的状态进行检测，包括电池舱的电量信息和电池舱是否漏水等信息。嵌入式控制器发出控制命令，通过继电器切断与电量过低或者漏水的电池舱的连接。继电器为双线圈磁保持型继电器，其工作在吸合状态或者断开状态时均不需要控制信号保持其工作状态。

如图1所示，为本发明所述的一种长期观测着陆器能源管理系统共包括一个控制舱和四个电池舱，每个电池舱均通过水密电缆连接至控制舱内的继电器，然后连接到开关电源模块为控制系统供电，电池舱内安装有漏水检测传感器。

如图2所示，为本发明所述的一种长期观测着陆器能源管理系统的电池舱原理示意图，包括：24块高能量电池，每块电池均并联一个防过放二极管以防止电池的过放电，每6块电池串联在一起为一小组，每一小组电池串联一个PTC热敏电阻和一个防反充二极管以防止电池工作时过热，并且可以防止电池小组之间相互充电情况的发生。

如图3所示，为本发明所述的一种长期观测着陆器能源管理系统的硬件原理框图，系统包括开关电源模块，嵌入式控制器，数据采集模块以及继电器，开关电源模块为硬件系统供电，数据采集模块可以采集到电池舱的工作状态，包括电量信息和是否漏水等，若检测到电池舱电量过低或者电池舱漏水等情况时，嵌入式控制器发出控制命令，通过继电器切断与电量过低或者漏水的电池舱的连接。本发明所使用的继电器为双线圈磁保持型继电器，其工作在吸合状态或者断开状态时均不需要控制信号保持其工作状态，只需要在其切换状态时给控制信号即可，可以节省大量能源，提高系统的工作时间。每个继电器的吸合和断开控制端均连接至嵌入式控制器，继电器的两个负载端分别连接电池舱的正负极。

如图4所示，为本发明所述的一种长期观测着陆器能源管理系统的软件工作流程图，系统上电以后首先进行初始化，然后进入主循环，检测每个电池舱是否漏水，若发生漏水等应急情况时，立即通过继电器切断与发生漏水的电池舱之间的连接；然后检测每个电池舱的电量是否过低，若电池舱电量过低，则立即通过继电器切断与电量过低的电池舱之间的连接。

Claims (8)

1.一种长期观测着陆器能源管理系统，包括控制舱以及与其连接的多个电池舱，其特征在于：每个电池舱通过控制舱内对应的继电器连接到开关电源模块。

2.根据权利要求1所述的一种长期观测着陆器能源管理系统，其特征在于所述电池舱内设有多块电池，每块电池并联一个防过放二极管，每若干块电池串联构成一组，每组电池串联一个PTC热敏电阻和一个防反充二极管。

3.根据权利要求1所述的一种长期观测着陆器能源管理系统，其特征在于还包括嵌入式控制器和数据采集模块；所述嵌入式控制器与开关电源模块、继电器、数据采集模块连接。

4.根据权利要求2所述的一种长期观测着陆器能源管理系统，其特征在于所述PTC热敏电阻与数据采集模块连接。

5.根据权利要求1所述的一种长期观测着陆器能源管理系统，其特征在于所述电池舱通过水密电缆连接至控制舱内的继电器。

6.根据权利要求1或5所述的一种长期观测着陆器能源管理系统，其特征在于所述继电器为双线圈磁保持型继电器，继电器的吸合控制端和断开控制端均连接至嵌入式控制器，两个负载输入端分别连接电池舱的正、负极,负载输出端连接至开关电源模块。

7.根据权利要求1所述的一种长期观测着陆器能源管理系统，其特征在于还包括漏水传感器，所述漏水传感器设于电池舱内，与数据采集模块连接。

8.一种长期观测着陆器能源管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

数据采集模块采集电池舱内的工作状态，包括电池电量信息和漏水传感器反馈信息；

若电量低于阈值或/和漏水传感器反馈信息表示漏水，嵌入式控制器发出控制命令，通过继电器切断与电量低于阈值或/和漏水的电池舱的连接。