本實(shí)用新型涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種油電混合多功能一體化保障電源。

背景技術(shù)：

各型號(hào)飛機(jī)、坦克、重型車(chē)輛、船舶等都需要電源保障裝備，部隊(duì)、工業(yè)企業(yè)等形成了按型號(hào)配套的保障裝備系列，按任務(wù)分工分別配屬旅(團(tuán))、營(yíng)或工業(yè)廠家。為部隊(duì)、工業(yè)社會(huì)戰(zhàn)斗力、保障力的快速形成發(fā)揮了積極的作用，但仍在存在著諸多問(wèn)題，突出表現(xiàn)為：

一是缺乏頂層設(shè)計(jì)，型號(hào)間通用性差。所用電源保障裝備都是隨型號(hào)研制、按型號(hào)配備，由于缺乏頂層設(shè)計(jì)，不同型號(hào)的同類(lèi)保障裝備功能相近，接口、性能卻各異，除極少數(shù)可實(shí)現(xiàn)兼容外，不同型號(hào)間難以實(shí)現(xiàn)相互保障，不能滿(mǎn)足多型多種裝備機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)、混編使用的保障需求。

二是型號(hào)種類(lèi)多，使用管理難度大。不管是進(jìn)口裝備還是國(guó)產(chǎn)裝備，基本上是一個(gè)型號(hào)配備一套專(zhuān)用電源保障裝備，保障裝備型號(hào)種類(lèi)多，功能繁簡(jiǎn)不一、技術(shù)含量參差不齊，戰(zhàn)時(shí)或救災(zāi)、緊急情況時(shí)高強(qiáng)度保障時(shí)，使用管理難度大。

三是功能結(jié)構(gòu)單一，保障資源配置效率低。現(xiàn)役各型號(hào)飛機(jī)、坦克、重型車(chē)輛、船舶等系統(tǒng)電源保障裝備整體功能結(jié)構(gòu)單一，導(dǎo)致保障裝備、人力配備大而全、小而全，戰(zhàn)區(qū)保障倉(cāng)庫(kù)、前置保障基地表現(xiàn)更為突出，資源重復(fù)配置，不能共用，使用效率低。沒(méi)有油電混合功能，戰(zhàn)時(shí)、救災(zāi)時(shí)野外無(wú)市電電源時(shí)無(wú)法進(jìn)行保障。

四是組合性、機(jī)動(dòng)性差，伴隨保障力弱。部署分散、機(jī)動(dòng)工作，現(xiàn)役保障裝備按型號(hào)保障要求一體設(shè)計(jì)，自成體系特點(diǎn)明顯，固定保障裝備拆裝不便、機(jī)動(dòng)性差，機(jī)動(dòng)保障裝備修復(fù)和重組能力弱，團(tuán)、旅、廠只能依靠所在建制旅團(tuán)或工廠技術(shù)保障隊(duì)實(shí)施保障，不能滿(mǎn)足野外伴隨保障需求。

五是啟動(dòng)性能差，各型號(hào)飛機(jī)、坦克、重型車(chē)輛、船舶等多無(wú)法實(shí)現(xiàn)低溫高海拔啟動(dòng)。除傳統(tǒng)的武裝突擊、戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)、緊急輸送等任務(wù)外，隱備偵查、偷襲突防、轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸?shù)榷夹枰餍吞?hào)飛機(jī)、坦克、重型車(chē)輛、船舶等有遠(yuǎn)離基地自行多次啟動(dòng)能力?，F(xiàn)有的各種地面啟動(dòng)電源不能完全滿(mǎn)足各種環(huán)境條件下的使用要求，給各型號(hào)飛機(jī)、坦克、重型車(chē)輛、船舶等的使用帶來(lái)極大的不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種油電混合多功能一體化保障電源。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案：

一種油電混合多功能一體化保障電源，包括監(jiān)控輸入電壓及電流的參數(shù)值的監(jiān)控管理模塊、改變電壓及充電電流的變電充電模塊、具有可拆裝模塊設(shè)計(jì)的野外發(fā)電模塊、實(shí)現(xiàn)瞬間放電的啟動(dòng)模塊、通用化統(tǒng)一定義的接口模塊，所述監(jiān)控管理模塊分別與變電充電模塊、啟動(dòng)模塊、接口模塊電連接，所述變電充電模塊分別與野外發(fā)電模塊、啟動(dòng)模塊、接口模塊電連接，所述監(jiān)控管理模塊包括BMS單元、參數(shù)設(shè)置單元、報(bào)警保護(hù)單元、監(jiān)控顯示單元，所述BMS單元與參數(shù)設(shè)置單元、報(bào)警保護(hù)單元電連接，所述報(bào)警保護(hù)單元與監(jiān)控顯示單元電連接；所述變電充電模塊包括AC/DC單元和充電機(jī)，所述AC/DC單元和充電機(jī)電連接，所述野外發(fā)電模塊包括發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)。

優(yōu)選地，所述啟動(dòng)模塊包括多個(gè)可靈活增減的啟動(dòng)單元，每個(gè)啟動(dòng)單元都由動(dòng)力電池和石墨烯電容組合而成。

優(yōu)選地，所述接口模塊包括市電輸入接口、直流輸出、多級(jí)直流接口、通用啟動(dòng)輸出接口及并聯(lián)工作接口，所述接口模塊還包括吊動(dòng)或拖動(dòng)電源的結(jié)構(gòu)，其為吊裝鉤、叉車(chē)鉤、拖車(chē)鉤、手工拉手。

優(yōu)選地，所述市電輸入接口與AC/DC單元電連接，所述直流輸出接口通過(guò)直流輸出與AC/DC單元電連接，所述并聯(lián)工作接口通過(guò)啟動(dòng)輸出與啟動(dòng)模塊電連接。

優(yōu)選地，所述啟動(dòng)單元的組合方式是單獨(dú)動(dòng)力電池、單獨(dú)石墨烯電容或動(dòng)力電池和石墨烯電容并聯(lián)方式中的一種。

優(yōu)選地，所述發(fā)電機(jī)采用永磁無(wú)刷無(wú)軸承高效能記憶電機(jī)架構(gòu)直流發(fā)電機(jī)。

優(yōu)選地，所述AC/DC單元具有程控變輸出功能，采用監(jiān)控模塊控制的切換繼電器控制的多抽頭自耦變壓器。

優(yōu)選地，所述變壓器材料采用非晶納米晶材料內(nèi)芯。

優(yōu)選地，所述動(dòng)力電池采用純鉛卷繞電池。

優(yōu)選地，所述參數(shù)設(shè)置單元包括觸摸屏，所述報(bào)警保護(hù)單元包括保護(hù)報(bào)警電路、報(bào)警燈。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型，解決了保障電源通用性差，功能結(jié)構(gòu)單一，戰(zhàn)時(shí)、救災(zāi)時(shí)野外無(wú)市電電源時(shí)無(wú)法進(jìn)行保障的問(wèn)題；可模塊化組合、叉車(chē)運(yùn)輸、拖車(chē)運(yùn)輸、自動(dòng)運(yùn)行、空運(yùn)運(yùn)輸?shù)葯C(jī)動(dòng)運(yùn)行；可實(shí)現(xiàn)包括啟動(dòng)、AC/DC和野外發(fā)電等多種電源保障功能。適用于各型飛機(jī)的地面檢修、野外保障和起動(dòng)供電，可對(duì)外提供28.5V直流電和220V交流電。能夠隨機(jī)和車(chē)輛運(yùn)輸，可方便轉(zhuǎn)至野外駐訓(xùn)作戰(zhàn)場(chǎng)所。

本實(shí)用新型所述的油電混合多功能一體化保障電源具有多種功能，包括啟動(dòng)供電、持續(xù)供電、充電、工頻交流輸出、飛機(jī)用電監(jiān)控及模塊化組合等功能。

一體化電源通過(guò)供電電纜與飛機(jī)的地面電源供電接口對(duì)接，為直升機(jī)提供高達(dá)2400A的啟動(dòng)電流，滿(mǎn)足直各型飛機(jī)啟動(dòng)要求。

通過(guò)攜帶的電源箱組件和發(fā)電機(jī)組或有外部提供220V交流電，能夠作為直升機(jī)的外部直流電源，可持續(xù)供電時(shí)間不小于4小時(shí)，滿(mǎn)足飛機(jī)日常維護(hù)檢修。

一體化電源自帶智能充電系統(tǒng)，不僅能夠?yàn)樽詭У碾娫聪浣M件充電，也可對(duì)外接的其它電池或電源箱組件進(jìn)行充電。

一體化電源自帶發(fā)電機(jī)組，可對(duì)外提供220V交流電，能夠提供給其它外接設(shè)備，如野外照明，通信等設(shè)備用電。

內(nèi)部的控制系統(tǒng)和BMS(電源管理電路)管理系統(tǒng)不僅具有對(duì)電源箱的充放電保護(hù)功能，還具有對(duì)機(jī)供電瞬態(tài)性能監(jiān)控，記錄功能。能夠?qū)︼w機(jī)啟動(dòng)時(shí)的用電情況進(jìn)行分析，為飛機(jī)的用電性能進(jìn)行健康預(yù)評(píng)估。

一體化電源采用模塊化設(shè)計(jì)，組成整車(chē)的發(fā)電機(jī)組，功率轉(zhuǎn)換控制單元和電源箱組件能夠快速分離，組裝；亦可單獨(dú)工作使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型提出的一種油電混合多功能一體化保障電源的原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

參照?qǐng)D1，一種油電混合多功能一體化保障電源，包括監(jiān)控管理模塊、變電充電模塊、野外發(fā)電模塊、啟動(dòng)模塊和接口模塊，所述監(jiān)控管理模塊分別與變電充電模塊、啟動(dòng)模塊、接口模塊電連接，所述變電充電模塊分別與野外發(fā)電模塊、啟動(dòng)模塊、接口模塊電連接，所述監(jiān)控管理模塊包括BMS單元、參數(shù)設(shè)置單元、報(bào)警保護(hù)單元及監(jiān)控顯示單元，所述BMS單元與參數(shù)設(shè)置單元、報(bào)警保護(hù)單元電連接，所述報(bào)警保護(hù)單元與監(jiān)控顯示單元電連接；所述變電充電模塊包括AC/DC單元和充電機(jī)，所述AC/DC單元和充電機(jī)電連接；所述野外發(fā)電模塊包括發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)，所述啟動(dòng)模塊包括多個(gè)可靈活增減的啟動(dòng)單元，每個(gè)啟動(dòng)單元都由動(dòng)力電池和石墨烯電容組合而成；所述接口模塊包括市電輸入接口、直流輸出、多級(jí)直流接口、通用啟動(dòng)輸出接口、并聯(lián)工作接口、吊裝鉤、叉車(chē)鉤、拖車(chē)鉤、手工拉手，所述市電輸入接口與AC/DC單元電連接，所述直流輸出接口通過(guò)直流輸出與AC/DC單元電連接，所述并聯(lián)工作接口通過(guò)通用啟動(dòng)輸出接口與啟動(dòng)模塊電連接。

參數(shù)設(shè)置單元包括觸摸屏，報(bào)警保護(hù)單元包括保護(hù)報(bào)警電路、報(bào)警燈，AC/DC單元具有程控變輸出功能，采用監(jiān)控模塊控制的切換繼電器控制的多抽頭自耦變壓器，變壓器材料采用非晶納米晶材料內(nèi)芯，啟動(dòng)單元的組合方式可以是單獨(dú)動(dòng)力電池、單獨(dú)石墨烯電容或動(dòng)力電池和石墨烯電容并聯(lián)方式中的一種，發(fā)電采用永磁無(wú)刷無(wú)軸承高效能記憶電機(jī)架構(gòu)直流發(fā)電機(jī)，動(dòng)力電池采用純鉛卷繞電池。

本實(shí)用新型采用汽油/柴油發(fā)電機(jī)和電池電容結(jié)合的方式，既實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的野外工作功能，又能實(shí)現(xiàn)電池電容的良好啟動(dòng)性能和高可靠性，實(shí)現(xiàn)了模塊化多功能的新型保障電源。

野外發(fā)電模塊和啟動(dòng)模塊的電池電容間通過(guò)自動(dòng)充電裝置(功率轉(zhuǎn)換單元)相連，實(shí)現(xiàn)整機(jī)油電混合供電；變電充電模塊改變工作電壓及充電電流；監(jiān)控管理模塊可監(jiān)控輸入電壓及電流的參數(shù)值，從而保證電壓及電流值保持在合適的范圍內(nèi)；接口模塊包括直流輸入、輸出接口及連接負(fù)載的裝置，通過(guò)野外發(fā)電模塊和啟動(dòng)模塊的結(jié)合的方式，從而高效率的完成任務(wù)。

野外發(fā)電采用永磁無(wú)刷無(wú)軸承高效能記憶電機(jī)架構(gòu)直流發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)超小體積、高效率、超小重量的低壓高功率。

啟動(dòng)采用純鉛卷繞電池和石墨烯石墨烯電容并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)低溫、低氣壓下瞬間3000A的啟動(dòng)電流。AC/DC采用碳化硅材料晶體管，實(shí)現(xiàn)160A，70℃溫升20℃熱效率。

通用化統(tǒng)一定義每個(gè)接口，對(duì)外輸出的接口按功率等級(jí)系列化，一種設(shè)備可保障各型號(hào)飛機(jī)、坦克、重型車(chē)輛、船舶。

模塊化，組合性設(shè)計(jì)、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，各功能可靈活組合，體積小、攜行運(yùn)輸方便。

自帶BMS功能，電壓、電流、溫度監(jiān)控，安全保護(hù)功能，飛機(jī)型號(hào)和歷史信息可記錄。

在國(guó)際民航組織特殊設(shè)備A67條款清單。可飛機(jī)上攜帶,可任意方向放置使用(倒放、側(cè)方均可)(純鉛航空電池)，滿(mǎn)足公路、鐵路和空中運(yùn)輸。

結(jié)構(gòu)為整體拖車(chē)式，全天候工作型，帶吊裝鉤、叉車(chē)鉤、拖車(chē)鉤、手工拉手。

參數(shù)設(shè)置單元通過(guò)工控機(jī)觸摸屏輸入電壓、電流等參數(shù)并記錄，保護(hù)報(bào)警電路通過(guò)采集電壓電流，并與設(shè)置記錄的參數(shù)比較，如果參數(shù)超過(guò)設(shè)置范圍，報(bào)警電路點(diǎn)亮報(bào)警燈、并送報(bào)警訊息到計(jì)算機(jī)通訊口。參數(shù)設(shè)置的特點(diǎn)是根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)數(shù)據(jù)和當(dāng)前電池的電壓電流測(cè)試值和歷史數(shù)據(jù)采用卡爾曼算法進(jìn)行智能推薦參數(shù)。

變電充電模塊中包括AC/DC(交流直流變換)和充電機(jī)，AC/DC(交流直流變換)具有程控變輸出功能，采用監(jiān)控模塊控制的切換繼電器控制的多抽頭自耦變壓器，變壓器材料采用非晶納米晶材料內(nèi)芯，效率高發(fā)熱小。充電機(jī)采用碳化硅晶體管技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效率大功率，負(fù)溫度系數(shù)工作。充電機(jī)的充電控制采用模糊控制算法實(shí)時(shí)控制充電電流，提高充電效率。

野外發(fā)電模塊的特點(diǎn)是功率密度大，同樣的發(fā)電效率，發(fā)電模塊的重量尺寸都很小。發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是可拆裝模塊設(shè)計(jì)，可使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)也可以加裝汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)電機(jī)采用新型記憶電機(jī)(memory motor，MM)方案，利用鋁鎳鈷永磁材料的高剩磁、低矯頑力特性，通過(guò)施加瞬時(shí)的充去磁電流脈沖來(lái)改變永磁體磁化狀態(tài)，并且其磁化水平能被記憶住的特性。采用混合勵(lì)磁技術(shù)，它是在永磁電機(jī)的基礎(chǔ)上引入電勵(lì)磁，通過(guò)調(diào)節(jié)電勵(lì)磁電流的大小和方向來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)氣隙磁通的調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)高效的在線勵(lì)磁調(diào)磁。勵(lì)磁采用基于自適應(yīng)卡爾曼磁場(chǎng)定向矢量控制驅(qū)動(dòng)算法，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了電樞繞組、調(diào)磁繞組和檢測(cè)線圈繞組。通過(guò)設(shè)置附加檢測(cè)線圈，利用電壓傳感器測(cè)得電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)，并通過(guò)智能運(yùn)算模塊估算氣隙磁通，與既定性能指標(biāo)所要求的參考值進(jìn)行比較，采用事先實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)表來(lái)確定下一步充、去磁的策略，即施加脈沖電流的方向和大小，分別對(duì)的電樞和調(diào)磁兩套繞組電流進(jìn)行獨(dú)立控制，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)多變量、強(qiáng)耦合和高度非線性在線調(diào)磁，實(shí)現(xiàn)記憶電機(jī)的高效準(zhǔn)確調(diào)磁控制。

啟動(dòng)模塊的特點(diǎn)是瞬間放電，電流大，充電快，低溫放電電流大。采用石墨烯磷酸鐵鋰和石墨烯電容并聯(lián)技術(shù)方案，放電電流可達(dá)3000A，采用主動(dòng)雙變壓器式主動(dòng)均衡技術(shù)，控制電池組充放電均衡，均衡電流可達(dá)5A。

解決了保障電源通用性差；功能結(jié)構(gòu)單一，戰(zhàn)時(shí)、救災(zāi)時(shí)野外無(wú)市電電源時(shí)無(wú)法進(jìn)行保障的問(wèn)題；可模塊化組合、叉車(chē)運(yùn)輸、拖車(chē)運(yùn)輸、自動(dòng)運(yùn)行、空運(yùn)運(yùn)輸?shù)葯C(jī)動(dòng)運(yùn)行；可實(shí)現(xiàn)包括啟動(dòng)、AC/DC和野外發(fā)電等多種電源保障功能。適用于各型飛機(jī)的地面檢修、野外保障和啟動(dòng)供電，可對(duì)外提供28.5V直流電和220V交流電。能夠隨機(jī)和車(chē)輛運(yùn)輸，可方便轉(zhuǎn)至野外駐訓(xùn)作戰(zhàn)場(chǎng)所。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。