[发明专利]一种海洋设备供电系统、控制方法

权利要求书

1.一种海洋设备供电系统，包括浮标主控单元、电源管理单元、电池单元、发电机单元、检测单元和负载单元；

所述电池单元包括二次锂电池组及其锂电池均衡管理模块、多个超级电容组及其电容均衡管理模块和一次锂电池组，所述发电机单元包括太阳能电池板和温差能发电机，所述负载单元包括多个负载；

浮标主控单元通过串口连接电源管理单元，电池单元和发电机单元连接电源管理单元，电源管理单元向各负载供电，各负载向检测单元反馈信息，检测单元通过SPI总线与电源管理单元连接；

其特征在于，还包括一种海洋设备供电系统的控制方法，包括：

S1.所述浮标主控单元为各部件建立能耗模型和最大功率P_max；

S2.所述浮标主控单元根据能耗模型和工作时长，为电源管理单元提供消耗能量、工作电压、最大工作电流和最大工作电流持续时长几种输入参数；

S3.电源管理单元从检测单元获取实时数据，所述实时数据包括负载端的电压和电流、所有超级电容组电压和电流、温差能发电机电压和电流、二次锂电池组电压和电流以及一次锂电池组电压和电流实时数据；

S4.电源管理单元根据步骤S2提供的输入参数，确定负载的供电策略，根据设定能量阈值和功率阈值选择不同，选择二次锂电池组、所有超级电容组和一次锂电池组中全部或其中部分提供能源，保证所提供能源可以满足负载的最大功率；

S5.检查各路能源储备情况，选择放电模式，若不能满足放电需求，使用充电单元或一次锂电池组为电池单元相应部分充电；若二次锂电池组和超级电容组均已充满能量，则打开保护开关，释放掉发电单元的能量，保护器件安全；

S6.选择好放电模式后，电源管理单元中的控制器打开继电器单元中对应负载的继电器；

S7.电源管理单元根据步骤S3中从检测单元获取实时数据，对电池单元能源信息进行更新和对负载的能耗模型进行修正；

根据浮标不同工作阶段选择充电方式：

在浮标不同工作阶段，所述太阳能电池板和温差能发电机为水面和定深悬停时补充能源，优先为二次锂电池组补充能源，当其电量达到80%后，依次开启超级电容充电开关，直至全部充满。

2.如权利要求1所述的一种海洋设备供电系统，其特征在于，所述浮标主控单元由浮标运动控制模块及传感器组成，安装在浮标内，浮标主控单元对电源管理单元提出供电需求，并接收电源管理单元反馈的各负载的电压和电流数据，通过对安装在浮标内的各负载进行供电和断电控制实现对浮标上升、下潜、悬停动作的控制，并根据电源管理单元的数据反馈进行各负载的能耗模型更新。

3.如权利要求2所述的一种海洋设备供电系统，其特征在于，所述电源管理单元安装在浮标内部，根据检测单元反馈的数据实时更新电池单元状态信息，根据浮标主控单元提出的供电需求和电池单元的状态信息，通过控制对应开关电路的通断实现各负载单元的能量供给。

4.如权利要求3所述的一种海洋设备供电系统，其特征在于，所述检测单元由电流测量模块、电压测量模块及数据转换模块组成，测量负载单元、发电机单元和电池单元的电压电流数据。

5.如权利要求4所述的一种海洋设备供电系统，其特征在于，所述一次锂电池组由能量型锂氩电池串并组合而成，所述超级电容组由多个超级电容串并组合而成，所述二次锂电池组由可充锂电池单体串并组合而成，所述电容均衡管理模块和锂电池均衡管理模块由恒流充电器、电压检测比较器和泄流电路组成，分别负责各单体电容和可充锂电池的单体均衡充放电管理。