[发明专利]潜航器无线充电装置

说明书

技术领域

本发明涉及涉及高频电磁无线充电潜航器领域，尤其是一种潜航器无线充电装置。

背景技术

目前自航式潜航器用的能源有银锌蓄电池、燃料电池和半燃料电池等，使用过程中需要经常补充、维护、更换，该类潜航器存在一定程度的续航能力和安全密闭性不足的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种潜航器无线充电装置，可以解决续航能力和安全密闭性不足的缺陷，具备充放电功能，多个潜航器之间可相互通过充放电输送电能，能确保工作潜航器的长时间续航工作，大大提高工作效率，可以有效的保证无人潜航器的密闭性和续航能力，具有卓越安全性、可靠性和高效性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种潜航器无线充电装置，该装置包括：

谐振电路，用于接收或输出电能；

与谐振电路连接的整流逆变模块，整流逆变模块与电池模块连接，控制电池模块充电或放电；

电池模块由电池管理模块和机载电池组成，整流逆变模块的直流输出端正负极分别与电池管理模块的输入端正负极连接，电池管理模块的正负极输出端与机载电池的正负极连接；

电池管理模块的数据输出端与控制与通讯定位模块中的CPU模块数据输入端连接。

整流逆变模块为四个栅极构成桥式电路，第一逆变桥S1，S4和第二逆变桥S2，S3的输入端分别机载电池的正负极连接，逆变桥电力电子器件栅极G1、逆变桥电力电子器件栅极G2、逆变桥电力电子器件栅极G3和逆变桥电力电子器件栅极G4分别与控制与通讯定位模块的PWM驱动芯片连接。

控制与通讯定位模块中，通讯定位模块与CPU模块连接，CPU模块与PWM驱动芯片连接。

电池管理模块中，场效应管F1及F2、芯片DS2762及其外围电路，构成电池管理模块，防止电池过流损坏、电池电压电流及电量等参数检测。

本发明设计的无线充电装置安装在潜航器的头部，水面母舰及潜航器之间通过控制与通讯定位模块进行通讯，识别彼此位置与状态，并完成对接充电。当潜航器作为充电潜航器工作在放电方式下时，机载电池中存储的电能经整流逆变模块逆变成高频电流，并通过谐振电路以高频电磁波形式向工作潜航器发射，经充电潜航器与工作潜航器谐振电路之间的电磁感应，由工作潜航器接收后，再经过整流逆变模块整流滤波成直流电流后，对电池模块充电。

本发明设计的潜航器无线充电装置具备充放电控制功能，既可以工作在放电模式，也可以工作在充电模式，能根据需求实现充放电模式切换，同时控制充放电频率及电压和电流的大小，以高效、安全地对潜航器进行充电。

电池管理模块具备电池和电量监测报警功能，当电量小于报警设定值时，电池管理模块向控制与通讯定位模块发出信号，并由控制与通讯定位模块向水面母舰发出充电请求，引导充电潜航器前来充电，在充电过程中，当检测到电池电量达到设定值时，电池管理模块向控制与通讯定位模块发出停止充电信号，控制充电潜航器与工作潜航器停止充电，结束充电并实现分离。

控制与通讯定位模块，由北斗卫星导航系统控制，具有定位和短报文通信功能，为接收卫星通讯信号，潜航器安装有水面浮标式卫星天线。当潜航器需要充电时，由控制与通讯定位模块向水面母舰发出充电请求信息，同时将位置信息通知母舰，母舰根据请求信息，迅速派出备用充电潜航器，与工作潜航器建立联系并完成对接充电，必要时潜航器可浮出水面进行对接充电，此种电能管理方式能确保工作潜航器的长时间续航工作，大大提高工作效率。

本发明可以解决续航能力和安全密闭性不足的缺陷，具备充放电功能，多个潜航器之间可相互通过充放电输送电能，能确保工作潜航器的长时间续航工作，大大提高工作效率，可以有效的保证无人潜航器的密闭性和续航能力，具有卓越安全性、可靠性和高效性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明谐振电路和整流逆变电路的示意图；

图3为本发明整流逆变电路的连接示意图；

图4为本发明电池管理模块的连接示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种潜航器无线充电装置，该装置包括：

安装于潜航器头部的谐振电路1，用于接收或输出电能；

与谐振电路1连接的整流逆变模块2，整流逆变模块2与电池模块连接，控制电池模块充电或放电；