[发明专利]一种UUV电池组智能化级联扩展架构及级联扩展方法

权利要求书

1.一种UUV电池组智能化级联扩展架构，其特征在于：包括n个电池组，n为大于1的整数；

每个电池组包括电池芯体以及基于ARM控制器且具备CAN总线通讯接口的监测管理电路；监测管理电路上设置有单向均衡电路和具有独立输出控制的固态开关；电池组的输出连接UUV载荷；n个电池组采用星形拓扑结构物理连接；

其中，监测管理电路用于采集电池芯体信息，并通过CAN总线与UUV控制系统连接；

UUV控制系统根据UUV作业时间及不同载荷设备的供电需求，通过控制n个固态开关的通断，改变电池组级联模式；

电池组物理连接后，当各监测管理电路检测电池组之间的电压差大于安全值时，单向均衡电路自动进行电量平衡，确保电池组级联的安全性。

2.根据权利要求1所述UUV电池组智能化级联扩展架构，其特征在于：

每个电池组与UUV控制系统之间签订电池组级联应用层通讯协议；所述电池组级联应用层通讯协议基于可自检及主从应答原则设计，电池组级联应用层通讯协议包含电池组CAN总线通讯协议和控制指令码表生成规范。

3.根据权利要求2所述UUV电池组智能化级联扩展架构，其特征在于：

所述电池组级联应用层通讯协议具体是指UUV控制系统给每个电池组发送的握手指令和自检指令、每个电池组给UUV控制系统发送的握手回复和自检结果、UUV控制系统给每个电池组发送的电池串并联输出指令和电池输出关断指令、以及每个电池组给UUV控制系统发送的电池组信息。

4.根据权利要求1-3任一所述UUV电池组智能化级联扩展架构，其特征在于：所述UUV控制系统根据确定的电池组级联形式及电池组数量，通过CAN总线为每组电池分配ID，并为每个电池组设定告警阈值；当超过告警阈值时，监测管理电路上报UUV控制系统并控制固态开关断开电池组输出。

5.根据权利要求4所述UUV电池组智能化级联扩展架构，其特征在于：

所述电池芯体的信息是指电压、电流、温度及电量；

所述告警阈值是指电压告警阈值、电流告警阈值、温度告警阈值及电量告警阈值。

6.根据权利要求5所述UUV电池组智能化级联扩展架构，其特征在于：

所述电池组级联模式采用UUV控制系统预设置或者由UUV操控系统通过UUV远程通信系统向UUV控制系统下达指令设定。

7.一种采用权利要求1～6任一所述UUV电池组智能化级联扩展架构的级联扩展方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)基于可自检及主从应答原则设计电池组级联应用层通讯协议，包含电池组CAN总线通讯协议和控制指令码表生成规范；

2)采用星型拓扑结构将n个电池组进行物理连接；

3)将各个电池组的监测管理电路通过CAN总线与UUV控制系统连接，并通过UUV控制系统接入UUV远程通信系统；

4)UUV控制系统为每个电池组分配ID号；

5)UUV控制系统根据UUV作业时间及不同载荷设备的供电需求，生成电池组控制指令码表，以寻址位、状态位构成组合命令帧控制各电池组输出状态，实现设定或预置的电池组级联模式；

6)各监测管理电路收到UUV控制系统发出的自检指令后，自动检测各电池组之间的电压差，当电压差大于安全值时，通过单向均衡电路自动进行电量平衡；

7)UUV控制系统为每个电池组设定电压告警阈值、电流告警阈值、温度告警阈值以及电量告警阈值；

8)各电池组根据级联应用层通讯协议通过CAN总线自主上报电池芯体信息；

9)任务结束，受控或自动关闭各电池组输出，解除级联状态。

8.根据权利要求7所述级联扩展方法，其特征在于，

步骤5)中，所述电池组级联模式包括全并联模式、部分并联模式、部分并联交替模式、全串联模式、部分串联模式、部分串联交替模式和串并联组合模式。