CN110165722A - 发射车能源管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能源管理技术领域，公开了一种发射车能源管理系统。其中，该系统包括一次能源、二次能源和控制单元，其中，所述控制单元包括通过CAN总线通信的主控单元和从控单元，所述从控单元用于分别对所述一次能源和二次能源进行数据采集、数据处理和数据上报，所述主控单元用于根据所述从控单元上报的数据对所述一次能源和所述二次能源进行控制。由此，可以实现一次能源与二次能源数据信息有效管理，从而提高供电的智能性、可靠性以及安全性。

Description

发射车能源管理系统
技术领域
本发明涉及能源管理技术领域，尤其涉及一种发射车能源管理系统。
背景技术
随着武器系统技术水平的提高，武器装备的功能以及规模也来越大，对用电的品种、行进间供电、功率密度、电缆体积重量、长航时性能指标、用电时序及能源系统功能的复杂度要求越来越高，现有的基于发射车的能源系统通常只能实现能源供电，无法实现对车载能源系统的有效管理，这制约了能源系统在未来导弹武器系统中的应用，也制约了机动发射系统信息化、小型化、智能化、效率化等技术指标的进一步提升。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种发射车能源管理系统，能够解决上述现有技术中的问题。
本发明的技术解决方案：一种发射车能源管理系统，该系统包括一次能源、二次能源和控制单元，其中，所述控制单元包括通过CAN总线通信的主控单元和从控单元，所述从控单元用于分别对所述一次能源和二次能源进行数据采集、数据处理和数据上报，所述主控单元用于根据所述从控单元上报的数据对所述一次能源和所述二次能源进行控制。
优选地，所述一次能源包括取力发电装置、动力电池装置以及市电模块。
优选地，所述二次能源包括逆变模块、充电模块以及多个DC电压模块，多个DC电压模块并联连接。
优选地，所述从控单元包括第一从控单元、第二从控单元、第三从控单元、第四从控单元和第五从控单元，
所述第一从控单元设置在所述取力发电装置中，用于对所述取力发电装置的数据进行采集、处理和上报；
所述第二从控单元设置在所述动力电池装置中，用于对所述动力电池装置的数据进行采集、处理和上报；
所述第三从控单元设置在多个DC电压模块中，用于对多个DC电压模块的数据进行采集、处理和上报；
所述第四从控单元设置在所述逆变模块中，用于对所述逆变模块的数据进行采集、处理和上报；
所述第五从控单元设置在所述充电模块中，用于对所述充电模块的数据进行采集、处理和上报。
优选地，所述主控单元根据所述从控单元上报的数据对所述一次能源进行控制包括：
所述主控单元接收市电模块的市电电压和所述第一从控单元上报的数据，所述第一从控单元上报的数据包括表示所述取力发电装置的状态的信息；
所述主控单元根据所述市电电压判断所述市电模块的状态，根据所述表示所述取力发电装置的状态的信息判断所述取力发电装置的状态；
在所述市电模块或所述取力发电装置的状态为正常工作状态的情况下，所述主控单元控制所述充电模块为所述动力电池装置充电；
在所述市电模块和所述取力发电装置的状态均为非正常工作状态的情况下，所述主控单元控制所述动力电池装置供电。
优选地，所述主控单元根据所述从控单元上报的数据对所述一次能源进行控制包括：
所述主控单元接收负载的功率和所述第二从控单元上报的数据，所述第二从控单元上报的数据包括表示所述动力电池装置的剩余电量的信息；
所述主控单元根据所述表示所述动力电池装置的剩余电量的信息和负载的功率计算所述动力电池装置的续航里程。
优选地，所述主控单元根据所述从控单元上报的数据对所述二次能源进行控制包括：
所述主控单元接收所述第三从控单元上报的数据，所述第三从控单元上报的数据包括表示当前启动的DC电压模块的状态的信息；
所述主控单元根据所述表示当前启动的DC电压模块的状态的信息判断当前启动的DC电压模块的状态；
在当前启动的DC电压模块中存在任一故障模块的情况下，所述主控单元控制所述多个DC电压模块中未启动的DC电压模块中任一DC电压模块启动。
优选地，所述主控单元还用于根据预先存储的负载的用电时序控制负载分时上电。
优选地，所述主控单元还用于根据预先存储的负载的重要程度控制负载的用电情况。
通过上述技术方案，主控单元和从控单元之间采用CAN总线通信方式进行分布式能源管理，减轻了主控单元数据采集压力，将一次能源与二次能源数据信息有效管理，从而可以将多种输入源进行管理并结合负载和系统内存储的电能进行综合管理和决策，提高供电的智能性、可靠性以及安全性。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种发射车能源管理系统的方框图。
附图标记说明
10一次能源；20二次能源；101CAN总线；102市电模块；
103取力发电装置；104动力电池装置；105DC电压模块；
106逆变模块；107充电模块；108第一从控单元；
109第二从控单元；110第三从控单元；111第四从控单元；
112第五从控单元；113主控单元。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。
在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
图1为本发明实施例提供的一种发射车能源管理系统的方框图。
如图1所示，本发明实施例提供的一种发射车能源管理系统可以包括一次能源10、二次能源20和控制单元，其中，所述控制单元包括通过CAN总线101通信的主控单元113和从控单元，所述从控单元用于分别对所述一次能源10和二次能源20进行数据采集、数据处理和数据上报，所述主控单元113用于根据所述从控单元上报的数据对所述一次能源10和所述二次能源20进行控制。
其中，CAN总线101可以包括CAN_H和CAN_L，以及可以设置波特率例如最大为1Mbps。
通过上述技术方案，主控单元和从控单元之间采用CAN总线通信方式进行分布式能源管理，减轻了主控单元数据采集压力，将一次能源与二次能源数据信息有效管理，从而可以将多种输入源进行管理并结合负载和系统内存储的电能进行综合管理和决策，提高供电的智能性、可靠性以及安全性。
根据本发明一种实施例，所述一次能源10可以包括取力发电装置103、动力电池装置104以及市电模块102。
根据本发明一种实施例，所述二次能源20可以包括逆变模块106、充电模块107以及多个DC电压模块105，多个DC电压模块105并联连接。
其中，DC电压模块105例如可以为DC28V电压模块
根据本发明一种实施例，所述从控单元可以包括第一从控单元108、第二从控单元109、第三从控单元110、第四从控单元111和第五从控单元112，其中：
所述第一从控单元108设置在所述取力发电装置103中，用于对所述取力发电装置103的数据进行采集、处理和上报；
所述第二从控单元109设置在所述动力电池装置104中，用于对所述动力电池装置104的数据进行采集、处理和上报；
所述第三从控单元110设置在多个DC电压模块105中，用于对多个DC电压模块105的数据进行采集、处理和上报；
所述第四从控单元111设置在所述逆变模块106中，用于对所述逆变模块106的数据进行采集、处理和上报；
所述第五从控单元112设置在所述充电模块107中，用于对所述充电模块107的数据进行采集、处理和上报。
也就是，各个从控单元可以完成各单一能源的数据采集、处理和上报。
根据本发明一种实施例，所述主控单元113根据所述从控单元上报的数据对所述一次能源10进行控制可以包括：
所述主控单元113接收市电模块102的市电电压和所述第一从控单元108上报的数据，所述第一从控单元108上报的数据可以包括表示所述取力发电装置103的状态的信息；
所述主控单元113根据所述市电电压判断所述市电模块102的状态，根据所述表示所述取力发电装置103的状态的信息判断所述取力发电装置103的状态；
在所述市电模块102或所述取力发电装置103的状态为正常工作状态的情况下，所述主控单元113控制所述充电模块107为所述动力电池装置104充电；
在所述市电模块102和所述取力发电装置103的状态均为非正常工作状态的情况下，所述主控单元113控制所述动力电池装置104供电。
举例来讲，根据所述市电电压判断所述市电模块102的状态可以包括：在所述市电电压处于预定电压范围内的情况下，判断所述市电模块102的状态为正常工作状态，否则判断为非正常工作状态。
根据所述表示所述取力发电装置103的状态的信息判断所述取力发电装置103的状态可以包括：在表示所述取力发电装置103的状态的信息为表示取力发电装置103正常工作的情况下，判断所述取力发电装置103的状态为正常工作状态，否则判断为非正常工作状态。
通过对市电、取力发电装置、动力电池装置的数据采集与状态监视，按照市电、取力发电装置、动力电池装置实现优先级管理；当市电或取力发电装置正常在线时，自主控制充电模块为动力电池充电；当市电或取力发电装置突然掉电或故障时，采用动力电池作为后备一次能源，实现不切断切换。由此，实现一次能源自主管理。
根据本发明一种实施例，所述主控单元113根据所述从控单元上报的数据对所述一次能源10进行控制可以包括：
所述主控单元113接收负载的功率和所述第二从控单元109上报的数据，所述第二从控单元109上报的数据包括表示所述动力电池装置104的剩余电量的信息；
所述主控单元113根据所述表示所述动力电池装置104的剩余电量的信息和负载的功率计算所述动力电池装置的续航里程。
由此，例如可以根据作战使命和用电预计精确地掌握动力电池装置的续航里程，更好地利用动力电池装置进行供电。
此外，还可以将动力电池装置的剩余电量实时推送给武器系统，实现剩余能量计算推送管理。
根据本发明一种实施例，所述主控单元113根据所述从控单元上报的数据对所述二次能源20进行控制可以包括：
所述主控单元113接收所述第三从控单元110上报的数据，所述第三从控单元110上报的数据包括表示当前启动的DC电压模块105的状态的信息；
所述主控单元113根据所述表示当前启动的DC电压模块105的状态的信息判断当前启动的DC电压模块105的状态；
在当前启动的DC电压模块105中存在任一故障模块的情况下，所述主控单元113控制所述多个DC电压模块105中未启动的DC电压模块105中任一DC电压模块105启动。
也就是，DC电压模块可以采用多模块并联冗余实现，通过对DC电压模块的状态进行实时监控，当检测到单一模块故障时，启动并联模块，可以大大提高系统可靠性。
此外，主控单元通过实时监测负载的状态，可以按照负载功率控制并联连接的多个DC电压模块中对应数量的模块的启动与关闭。也就是，可以根据负载需求控制对应数量的DC电压模块启动或关闭，从而大大减少二次能源不必要损耗。
根据本发明一种实施例，所述主控单元113还可以用于根据预先存储的负载的用电时序控制负载分时上电。
举例来讲，可以根据武器系统各分设备(负载)的工作时序，分时供电，最大限度的减少能量损耗。其中，可以预先根据武器系统工作模式，规划各种作战模式下，各用电设备的用电时序，保证“谁工作、谁通电”。例如，通过智能配电技术，可以控制各用电设备的开关机，减少用电损耗。
根据本发明一种实施例，所述主控单元113还可以用于根据预先存储的负载的重要程度控制负载的用电情况。
举例来讲，可以预先按照负载用电等级、用电功率或用电频率等综合因素划分负载的重要程度(例如，可以包括主要设备、次要设备、立即用电设备和延迟用电设备等)。其中“主要设备”可以是发射系统最重要的负载，在所有阶段中、任何情况下都不可断电，否则会造成任务失败。“次要设备”在某些阶段中是不用工作的，可以将其关机，以节省能源；当能源系统发生某些故障，供电总功率无法满足所有用电需求时，按照重要程度(关键性等级)，可以切断当前最低等级的“次要设备”，以最大限度的保证发射任务的完成。
从上述实施例可以看出，本发明所述的发射车能源管理系统可以实现一次能源自主管理、二次能源冗余管理、供电时序管理、负载分级管理以及剩余能量计算推送等功能，可以以最小体积、最小重量，提供给发射车最长的能源供给,实现了发射车能源系统的自主化、效率化与可视化。
如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。
本发明以上的系统可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。
这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (9)

1.一种发射车能源管理系统，其特征在于，该系统包括一次能源、二次能源和控制单元，其中，所述控制单元包括通过CAN总线通信的主控单元和从控单元，所述从控单元用于分别对所述一次能源和二次能源进行数据采集、数据处理和数据上报，所述主控单元用于根据所述从控单元上报的数据对所述一次能源和所述二次能源进行控制。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一次能源包括取力发电装置、动力电池装置以及市电模块。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述二次能源包括逆变模块、充电模块以及多个DC电压模块，多个DC电压模块并联连接。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述从控单元包括第一从控单元、第二从控单元、第三从控单元、第四从控单元和第五从控单元，
所述第一从控单元设置在所述取力发电装置中，用于对所述取力发电装置的数据进行采集、处理和上报；
所述第二从控单元设置在所述动力电池装置中，用于对所述动力电池装置的数据进行采集、处理和上报；
所述第三从控单元设置在多个DC电压模块中，用于对多个DC电压模块的数据进行采集、处理和上报；
所述第四从控单元设置在所述逆变模块中，用于对所述逆变模块的数据进行采集、处理和上报；
所述第五从控单元设置在所述充电模块中，用于对所述充电模块的数据进行采集、处理和上报。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述主控单元根据所述从控单元上报的数据对所述一次能源进行控制包括：
所述主控单元接收市电模块的市电电压和所述第一从控单元上报的数据，所述第一从控单元上报的数据包括表示所述取力发电装置的状态的信息；
所述主控单元根据所述市电电压判断所述市电模块的状态，根据所述表示所述取力发电装置的状态的信息判断所述取力发电装置的状态；
在所述市电模块或所述取力发电装置的状态为正常工作状态的情况下，所述主控单元控制所述充电模块为所述动力电池装置充电；
在所述市电模块和所述取力发电装置的状态均为非正常工作状态的情况下，所述主控单元控制所述动力电池装置供电。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述主控单元根据所述从控单元上报的数据对所述一次能源进行控制包括：
所述主控单元接收负载的功率和所述第二从控单元上报的数据，所述第二从控单元上报的数据包括表示所述动力电池装置的剩余电量的信息；
所述主控单元根据所述表示所述动力电池装置的剩余电量的信息和负载的功率计算所述动力电池装置的续航里程。
7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述主控单元根据所述从控单元上报的数据对所述二次能源进行控制包括：
所述主控单元接收所述第三从控单元上报的数据，所述第三从控单元上报的数据包括表示当前启动的DC电压模块的状态的信息；
所述主控单元根据所述表示当前启动的DC电压模块的状态的信息判断当前启动的DC电压模块的状态；
在当前启动的DC电压模块中存在任一故障模块的情况下，所述主控单元控制所述多个DC电压模块中未启动的DC电压模块中任一DC电压模块启动。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控单元还用于根据预先存储的负载的用电时序控制负载分时上电。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控单元还用于根据预先存储的负载的重要程度控制负载的用电情况。
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