[发明专利]一种无人帆船能量管理系统

权利要求书

1.一种无人帆船能量管理系统，其特征在于，所述无人帆船包括太阳能发电系统及蓄电池，所述太阳能发电系统与所述蓄电池连接，以储存电能，所述蓄电池为无人帆船用电设备供电；所述管理系统包括：

传感器单元：包括以下传感器的之一或组合：风速风向仪、航向传感器、图像传感设备；

控制器，包括：

采集单元：与传感器单元通信，采集传感器单元的传感数据；

航行风险判定单元：用于根据所述的传感数据判定无人帆船的航行风险，所述航行风险包括高风险航行、中风险航行及低风险航行；

能量管理单元：用于根据无人帆船的航行风险控制蓄电池的电能输出；

若无人帆船处于低风险航行，控制器在低风险工作周期T控制能量管理单元输出电能，在低风险休眠周期t₁控制能量管理单元休眠；

若无人帆船处于中风险航行，控制器在中风险工作周期T控制能量管理单元输出电能，在高风险休眠周期t₂控制能量管理单元休眠；

若无人帆船处于高风险航行，控制器控制能量管理单元不间断输出电能；

能量管理单元在无人帆船处于工作周期内按无人帆船满负荷所需电能输出能量，在休眠期内按无人帆船所需最低能量标准输出能量；

设定高风险航行时间、中风险航行时间和低风险航行时间的航行时间比为2：11：7；

1.57t≤t₁≤36.6；

t≤t₂≤23.31；

7t₁＝11t₂；

其中，t为休眠因子；

其中，a为无人帆船满负载工作时的功率，b为无人帆船休眠时的工作功率，P为太阳能发电系统一天总的发电量，T为蓄电池满负荷供电周期。

2.如权利要求1所述的无人帆船能量管理系统，其特征在于，所述航行风险的判定方法包括以下步骤之一或组合：

设定风速第一阈值及风速第二阈值，所述风速第一阈值大于风速第二阈值，若无人帆船航行速度大于风速第一阈值，认定无人帆船处于高风险航行，若无人帆船航行速度处于风速第一阈值与风速第二阈值之间，认定无人帆船处于中风险航信，若无人帆船航行速度小于风速第二阈值，认定无人帆船处于低风险航行；

设定风向第一阈值及风向第二阈值，所述风向第一阈值大于风向第二阈值，若无人帆船航行角度变化大于风向第一阈值，认定无人帆船处于高风险航行，若无人帆船航行角度变化处于风向第一阈值与风向第二阈值之间，认定无人帆船处于中风险航信，若无人帆船航行角度变化小于风向第二阈值，认定无人帆船处于低风险航行；

设定第一距离阈值与第二距离阈值，所述第一距离阈值小于第二距离阈值，若若图像传感设备采集的图像显示船舶航行前端第一距离内具有障碍物，认定无人帆船处于高风险航行，若第一距离和第二距离之间具有障碍物，认定无人帆船处于中风险航行，若第二距离之外具有障碍物，认定无人帆船处于低风险航行。

3.如权利要求1所述的无人帆船能量管理系统，其特征在于，设定风速第一阈值为10.8m/s，风速第二阈值为3.4，风向第一阈值为20度，风向第二阈值为10度，第一距离阈值为200米，第二距离阈值为250米。

4.如权利要求1所述的无人帆船能量管理系统，其特征在于，所述控制器进一步被配置为：

在低风险航行状态下，按低风险工作周期T所需能量和低风险休眠周期t₁所需能量，交替控制蓄电池输出；

在中风险航行状态下，按高风险工作周期T所需能量和低风险休眠周期t₂所需能量，交替控制蓄电池输出。

5.如权利要求1所述的无人帆船能量管理系统，其特征在于，所述系统包括主控板、驱动板及能源控制板；所述控制器集成于所述主控板；所述能源控制板与主控板连接，获取主控板生成的能量管理信号；所述驱动板输入端连接能源控制板，输出端连接帆船电机和帆船舵机，根据能源控制板的控制驱动帆船运行。

6.如权利要求5所述的无人帆船能量管理系统，其特征在于，所述主控板设置在主控箱内，所述驱动板设置在驱动箱内，所述能源控制板集成于能源控制箱内。