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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利水下机器人电能管理系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118867477B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410905629.4，技术领域涉及：H01M10/613；该发明授权水下机器人电能管理系统是由朱明设计研发完成，并于2024-07-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本水下机器人电能管理系统在说明书摘要公布了：本发明属于电池管理系统技术领域，公开了水下机器人电能管理系统，包括电池舱外壳、导热管、液体泵、电热管、隔热层、电池、电源管理模块及传感器。本发明通过创新的设计和智能化的控制策略，解决了现有技术在水下环境中的诸多不足。水下机器人电能管理系统多层隔热和高效导热的结构设计，结合智能温控算法，能够应对温度跨度大的多层海水环境。此外，集成的电源管理模块和高精度传感器网络，确保了电池的高效、安全运行。

本发明授权水下机器人电能管理系统在权利要求书中公布了：1.一种水下机器人电能管理系统，其特征在于，该水下机器人电能管理系统包括电池舱外壳、导热管、液体泵、电热管、隔热层、电池、电源管理模块及传感器； 电池舱外壳是由导热系数高的金属材料制成，其形状与水下机器人的形状适配，且方便拆卸； 导热管布置于电池舱内，用于将电池内部的热量导出； 隔热层布置于电池舱顶部、电池舱底部和第一部分导热管的内侧，用于保温，防止温度过低； 液体泵用于连接导热管，实现内外液体交换，促进内外热量交换； 电热管穿过内部电池，提高接触面积，用于加热内部电池舱； 电源管理模块包括主控芯片、双向无线与有线供电模块和通信模块，与液体泵一起置于电池舱底部，便于对外供电和通信；主控芯片负责水下机器人电能管理系统的运行和控制，根据传感器反馈的数据，动态调整电热管和液体泵的工作状态；双向无线与有线供电模块在无线和有线模式之间切换，确保在不同环境下的供电需求； 传感器布置在电池舱的内部各处，监控整体及局部温度，防止局部过热或过冷；传感器实时采集温度、电压、电流数据，并将数据传输给主控芯片进行处理；传感器直接与每级电池组相连，监控电池组的电压、容量、电流参数，通过电池管理系统管理电池的充放电过程，确保电池在安全范围内运行，延长电池寿命； 水下机器人电能管理系统的控制策略，主要分为四种不同温控策略：待机状态、休眠状态、充电状态和运行状态；处于运行状态时，若长时间未操作或接收到进入待机状态的命令，则进入待机状态；若长时间处于待机状态，则进一步进入休眠状态；若处于待机状态，机器人进行操作或接收到唤醒信号，则热启动进入运行状态；若处于休眠状态，机器人进行操作或接收到唤醒信号，则冷启动启动进入运行状态；充电状态为单独的控制策略； 智能温控算法主要基于优化后的三环PID算法进行的改进； 在三环PID算法中有三个嵌套的控制环路：位置环、速度环和电流环；位置环对应温度，速度环对应温度变化的速度，电流环对应控制液体泵及电热管； 经过增量式简化计算和死区限制的优化后，其单环PID算法为： u[k]＝u[k-1]+Δu[k] Δu[k]＝Kp·e[k]-e[k-1]+Ki·e[k]+Kd·e[k]-2e[k-1]+e[k-2] e[k]＝r[k]-y[k] 其中，r0为死区范围，e[k]是当前时刻误差，r[k]为当前时刻PID算法期望值，y[k]对应当前时刻实际参数输入量，u[k]为当前时刻单环输出；Kp是比例增益系数，Ki是积分增益系数，Kd是微分增益系数；[k]表示当前时刻，[k-1]表示上一时刻； 优化后的单环PID算法分别将本环输出作为下一环的期望值输入，叠加三次即为优化后的三环PID算法，即当前时刻误差变更为： ei[k]＝ui-1[k]-yi[k] 其中，ei[k]为本环的当前时刻误差；ui-1[k]为当前时刻本环的期望值输入，即当前时刻上一环的输出期望值；yi[k]仍为当前时刻本环实际参数输入量；i为1表示位置环，i为2表示速度环，i为3表示电流环； 对于位置环的期望值为要维持的温度，对于速度环的期望值为位置环输出，对于电流环的期望值为速度环的输出，对于电流环的输出即作为控制液体泵和电热管的电流；对于位置环对应的实际参数输入量为实际温度，速度环对应的实际参数输入量为实际温度变化的速度，电流环的实际参数输入量为实际液体泵和电热管的电流； 对于位置环的期望值，主要根据当前控制策略、电池温度和电池剩余容量来决定；不同控制策略存在不同的目标电池温度范围，其中休眠状态大于待机状态大于运行状态；处于目标电池温度范围内时，维持位置环参数不变，且期望值为目标温度范围的边界，以此节省电能；低于目标电池温度范围，根据当前电池温度和电池剩余容量计算可挽救电池容量，当其大于剩余容量的一定比例时，则开启调节；高于目标电池温度时，则立马启动调节，保证良好的散热；接近电池极限工作温度时，启动调节远离极限工作温度。

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