自重构运载装备多模式模块化可扩展动力源制造技术

本发明专利技术提供一种自重构运载装备多模式模块化可扩展动力源，突破传统运载车辆单一动力源的性能约束，采用模块化设计，能够作为自重构运载装备的任务模块，搭载在自重构运载底盘上，通过与自重构运载装备的组合对接实现电气拓扑重构，快速扩展自重构运载装备的供电能力，满足多种工况下的供电需求。该可扩展动力源包括：直流配电箱以及分别与直流配电箱相连的能源模块、动力电池A、变换器A、变换器B和变换器C。能源模块和动力电池A作为该可扩展动力源的能量源；在直流配电箱的控制下通过变换器A、变换器B和变换器C分别对外输出不同电压值的直流电，满足不同工况下或不同负载的供电需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
自重构运载装备多模式模块化可扩展动力源


[0001]本专利技术涉及一种动力源，具体涉及一种自重构运载装备的可扩展动力源，属于运载装备动力装置


技术介绍

[0002]自重构运载装备，可自主重构、自主组合、自主解体，有望成为未来杀手锏武器装备。由于陆地环境复杂性，自重构地面运载装备的研制难度极大，是世界公认的重大挑战。更具革命性的是，自重构技术将使自重构大型陆基装备成为现实。大型陆基装备包括机场跑道、导弹/火箭发射装置、电磁炮/激光武器等，是维护国家安全的战略重器，其侦察与反侦察、摧毁与反摧毁，是战争决胜手段。一旦突破自重构技术，使大型陆基装备由重构细胞单元组成，实现自重构、自组合、自解体、自隐蔽，“组小成大，获得更大能力；化整为零，分散机动隐蔽”，几乎不可发现、不可摧毁，锻造自重构飞机起降平台、自重构导弹/火箭发射装置、自重构电磁炮/激光武器等尖端武器。
[0003]动力源的可扩展性是自重构运载装备的必然要求。现有运载装备普遍为单体作战装备，不具备扩展性，功能性单一，显然不能满足自重构运载装备的任务需求。自重构运载装备任务需求能量大，任务环境复杂，为提高自重构运载装备的任务执行能力和环境适应性，需要动力源能够提供足够能量的同时包含多种动力模式以适应不同任务条件。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种自重构运载装备多模式模块化可扩展动力源，突破传统运载车辆单一动力源的性能约束，采用模块化设计，能够作为自重构运载装备的任务模块，搭载在自重构运载底盘上，通过与自重构运载装备的组合对接实现电气拓扑重构，快速扩展自重构运载装备的供电能力，满足多种工况下的供电需求。
[0005]自重构运载装备多模式模块化可扩展动力源：
[0006]所述自重构运载装备包括：自重构运载单元以及任务模块，多个自重构运载单元组合形成自重构运载底盘，任务模块安装在自重构运载底盘上；所述可扩展动力源作为任务模块的子单元，包括：直流配电箱以及分别与直流配电箱相连的能源模块、动力电池A、变换器A、变换器B和变换器C；
[0007]所述能源模块和动力电池A共同作为可扩展动力源的能量源，在所述直流配电箱的控制下分别通过所述变换器A、变换器B和变换器C对外输出不同电压值的直流电；
[0008]所述变换器C通过接口接入自重构运载底盘上的高压直流母线；变换器C用于将可扩展动力源的能量恒压输出，维持高压直流母线的电压；
[0009]所述变换器A用于将所述能量源提供的高压电能转变为低压电能，为任务模块内部的低压用电设备供电并维持电压稳定；
[0010]所述变换器B用于将所述能量源提供的高压转换为负载额定电压，为任务模块的直流负载供电并维持电压稳定。
[0011]作为本专利技术的一种优选方式，所述能源模块具有输出接口和通信接口，其内部设置动力电池模块或柴油发电机模块；
[0012]当所述能源模块内部设置动力电池模块时，所述动力电池模块为单个动力电池B或多个动力电池B并联后形成的动力电池组；单个动力电池B或动力电池组的供电输出端口为所述能源模块的输出接口；任务模块上的控制单元通过能源模块的通信接口与动力电池管理系统相连，所述动力电池管理系统通过通信接口将采集的动力电池模块的参数发送给控制单元，同时控制单元通过该通信接口向所述动力电池管理系统发送对动力电池模块输出功率的需求；
[0013]当所述能源模块内部设置柴油发电机模块时，所述柴油发电机模块为柴油发动机驱动的直流发电机，配置油箱；所述直流发电机的供电输出端口为所述能源模块的输出接口；任务模块上的控制单元通过能源模块的通信接口连接柴油发电机模块的电子控制单元；所述电子控制单元通过通信接口将采集的柴油发动机的参数发送给控制单元，同时控制单元通过通信接口向所述电子控制单元发送控制指令实现对柴油发动机的控制。
[0014]作为本专利技术的一种优选方式，所述能量源具备以下四种供电模式：动力电池A独立供电、能源模块独立供电、动力电池A和能源模块联合供电、动力电池A和能源模块各自分别单独供电。
[0015]作为本专利技术的一种优选方式，所述可扩展动力源配置有充电口，所述充电口采用国标高压充电口，所述充电口接入直流配电箱，在直流配电箱内部与动力电池A相连，用于为动力电池A充电。
[0016]当所述能源模块内部设置动力电池模块时，所述充电口能够为所述动力电池模块中的动力电池B充电。
[0017]作为本专利技术的一种优选方式，所述扩展动力源中的对外连接的接口与自重构运载底盘上与高压直流母线相连的接口对接，将所述可扩展动力源接入高压直流母线；
[0018]所述自重构运载单元上也设置有接口，用于自重构运载单元间高压直流母线的连接以及外部负载与高压直流母线的连接；
[0019]上述所有接口均为统一化设计的接口。
[0020]作为本专利技术的一种优选方式，多个上装有所述可扩展动力源的自重构运载装备能够对接，从而将多个可扩展动力源并联接入高压直流母线，实现功率叠加。
[0021]有益效果：
[0022](1)本专利技术的可扩展动力源能够作为自重构运载装备的任务模块，搭载在自重构运载底盘上，通过与自重构运载装备的组合对接实现电气拓扑重构，快速提高自重构运载装备的供电能力，满足多种工况下的供电需求。
[0023](2)本专利技术的可扩展动力源伴随自重构运载底盘的对接组合，多个可扩展动力源可以实现功率叠加，联合供电。
[0024](3)本专利技术的可扩展动力源采用模块化设计，与自重构运载底盘之间没有特定匹配关系，部署灵活性高，可扩展动力源间可实现任意互换。
[0025](4)本专利技术的可扩展动力源配置有国标高压充电口，该国标高压充电口兼容目前市面上的充电装置，无需特定充电系统，减少了研发成本和维护成本。
[0026](5)本专利技术的可扩展动力源兼容动力电池和柴油发电机的供电输出，具有纯电模
式、纯柴油机模式和柴电混合模式工作模式；根据任务环境和需求可即时更换工作模式，灵活部署，提高可扩展动力源的环境适应性。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的可扩展动力源在自重构运载装备上的布置示意图；
[0028]图2为本专利技术的自重构运载装备可扩展动力源原理图；
[0029]图3为本专利技术的自重构运载装备可扩展动力源中能源模块的原理图。
[0030]其中：1
‑
自重构运载单元、2
‑
任务模块、3
‑
接口、4
‑
可扩展动力源、5
‑
底盘动力电池、6
‑
底盘负载、7
‑
外部负载。
具体实施方式
[0031]下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0032]为了解决自重构运载装备大功率电能输出需求和续航需求，本实施例提供一种自重构运载装备多模式模块化可扩展动力源，能够实现与自重构运载装备对接组合与能量重构，为自重构运载装备和外部负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.自重构运载装备多模式模块化可扩展动力源，其特征在于，所述自重构运载装备包括：自重构运载单元以及任务模块，多个自重构运载单元组合形成自重构运载底盘，任务模块安装在自重构运载底盘上；所述可扩展动力源作为任务模块的子单元，包括：直流配电箱以及分别与直流配电箱相连的能源模块、动力电池A、变换器A、变换器B和变换器C；所述能源模块和动力电池A共同作为可扩展动力源的能量源，在所述直流配电箱的控制下分别通过所述变换器A、变换器B和变换器C对外输出不同电压值的直流电；所述变换器C通过接口接入自重构运载底盘上的高压直流母线；变换器C用于将可扩展动力源的能量恒压输出，维持高压直流母线的电压；所述变换器A用于将所述能量源提供的高压电能转变为低压电能，为任务模块内部的低压用电设备供电并维持电压稳定；所述变换器B用于将所述能量源提供的高压转换为负载额定电压，为任务模块的直流负载供电并维持电压稳定。2.如权利要求1所述的自重构运载装备多模式模块化可扩展动力源，其特征在于，所述能源模块具有输出接口和通信接口，其内部设置动力电池模块或柴油发电机模块；当所述能源模块内部设置动力电池模块时，所述动力电池模块为单个动力电池B或多个动力电池B并联后形成的动力电池组；单个动力电池B或动力电池组的供电输出端口为所述能源模块的输出接口；任务模块上的控制单元通过能源模块的通信接口与动力电池管理系统相连，所述动力电池管理系统通过通信接口将采集的动力电池模块的参数发送给控制单元，同时控制单元通过该通信接口向所述动力电池管理系统发送对动力电池模块输出功率的需求；当所述能源模块内部设置柴油发电机模块时，所述柴油发电机模块为柴油发动机驱动的直流发电机，配置油箱；所述直流发电机的供电输出端口为所述能源模块的输出接口；任务模块上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪俊，张鑫，杨续，李畅，王铁圳，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：