【摘 要】
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发展水下机器人技术是目前人类探索海洋深处秘密的重要途径,也是实现我国海洋强国战略的重要途径。复合型无人潜水器(ARV,Autonomous&Remotely-operated Vehicle)综合了ROV(R
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发展水下机器人技术是目前人类探索海洋深处秘密的重要途径,也是实现我国海洋强国战略的重要途径。复合型无人潜水器(ARV,Autonomous&Remotely-operated Vehicle)综合了ROV(Remotely Operated Vehicle)和AUV(Autonomous Underwater Vehicle)的优势,在全海深潜水作业上具有很大的潜力,是我国实现11000米深海探测的重要手段。电池能源系统为ARV提供水下作业的全部动力,至关重要。ARV用水下电池系统封装在带补偿的充油耐压箱体中,需承受深海低温与高静水压的环境,本文针对这种情况,研究了ARV所选用的磷酸铁锂电池在该环境下的放电特性。研究结果表明深海环境会对磷酸铁锂电池造成不同程度的影响,并根据此影响设计了电池的仿真模型。基于以上研究结果以及ARV的使用特点,设计了ARV电池系统剩余电量的SOE(State of Energy)估算方法,从能量的角度很好的估计了剩余电量,并通过仿真和试验对其进行了验证。为了在硬件上实现本文提出的算法,本文还对电池管理(Battery Manage System,BMS)电路板的耐压性能进行了研究,从电子元器件的结构与材料角度进行了分析,总结出了耐压电子元器件的选型原则。根据此原则,制造了深海专用BMS电路板,并进行了耐压试验,证明了BMS板在深海高压环境下的适用性。本文所研究的电池特性、提出的SOE估算方法及对硬件耐压性的研究,为全海深电池供电的潜水设备的设计制造工作提供了重要参考。
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