[發明專利]無人機的供電系統及無人機

有效

• 申請號: 201410455819.7
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104242435B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 王浩文;姜辰;張玉文
• 申請（專利權）人: 深圳清華大學研究院
• 主分類號: H02J9/04
• 分類號: H02J9/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及航空技術領域，尤其涉及一種無人機的供電系統及無人機。

背景技術

目前無人機發電機輸出電能較低，機載電氣設備用電需求小，通常采用兩種方法供電：一種是采用低容量的鉛酸電池并聯于整個發電機供電系統中，作為電能的存儲與補充。另一種方法是發電機自身不為機載設備提供電能，由機載電池組滿足電氣設備的供電需求。

但是，機載蓄電池無法長時間大電流放電，當機載發電機出現故障時，無法滿足負載大功率的供電需求。同時蓄電池的功率密度遠小于目前常見的其他電源儲能裝置。為了滿足機載設備的大功率電流要求，通常使用鋰電池或者其他高效的儲能裝置，但是目前尚無可用于無人機的電池管理系統，從而導致這些裝置無法實時充電，影響無人機航時。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明第一方面的目的在于提出一種結構簡單、成本低、可靠性高、重量輕、散熱低的無人機的供電系統。

本發明第二方面的目的在于提出一種無人機。

為了實現上述目的，本發明的第一方面的實施例中提出一種無人機的供電系統，包括：備用電池；發電整流單元，用于為無人機的用電設備供電，并為所述備用電池充電；電池控制與保護單元，用于控制所述備用電池的充電和放電；供電仲裁單元，用于監測所述用電設備的用電功率，當判斷所述發電整流單元的額定輸出功率大于所述用電設備的用電功率時，控制所述發電整流單元單獨為所述用電設備供電，當監測到所述用電功率增大且變化率大于預設值時，控制所述發電整流單元和所述備用電池共同為所述用電設備提供電能，當所述發電整流單元出現故障時，控制所述備用電池為所述用電設備提供電能。

根據本發明實施例的無人機的供電系統，供電仲裁單元控制使用備用電池以及發電整流單元為無人機的用電設備供電，從而實現無人機的動力全部或部分由發電整流單元提供，可以有效降低無人機機載電池的工作強度，從而降低無人機的空機重量，同時降低驅動系統的復雜度。

在一些示例中，所述供電仲裁單元還用于在判斷所述發電整流單元的額定輸出功率大于所述用電設備的用電功率之后，判斷所述備用電池是否虧電，并在判斷所述備用不過電池虧電時，利用所述發電整流單元額外輸出的電能為所述備用電池充電。

在一些示例中，所述發電整流單元具體包括：發動機；發電機，所述發電機與所述發動機相連，用于在所述發動機的驅動下產生交流電；整流與穩壓器，用于將所述交流電轉換為直流電并輸出。

在一些示例中，所述供電仲裁單元還用于在判斷所述發電整流單元出現故障時，切斷所述備用電池充電線路。

在一些示例中，所述備用電池為動力電池。

本發明第二方面的實施例中提出一種無人機，該無人機具有上述的供電系統。

根據本發明實施例的無人機，通過其供電系統的供電仲裁單元控制使用備用電池以及發電整流單元為無人機的用電設備供電，從而實現無人機的動力全部或部分由發電整流單元提供，可以有效提高無人機的功重比。

本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

圖1是根據本發明一個實施例的無人機的供電系統的結構框圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

本發明第一方面的實施例中提出了一種無人機的供電系統，圖1是根據本發明一個實施例的無人機的供電系統的結構框圖，該供電系統包括：備用電池100、發電整流單元200、電池控制與保護單元300和供電仲裁單元400。

其中，發電整流單元200用于為無人機的用電設備供電，并為備用電池100充電。電池控制與保護單元300用于控制備用電池100的充電和放電。供電仲裁單元400用于監測用電設備的用電功率，當判斷發電整流單元200的額定輸出功率大于用電設備的用電功率時，控制發電整流單元200單獨為用電設備供電，當監測到用電設備的用電功率增大且變化率大于預設值時，控制發電整流單元200和備用電池100共同為用電設備提供電能，當發電整流單元200出現故障時，控制備用電池100為用電設備提供電能。

具體地，在本發明的一個實施例中，備用電池100可以為鉛酸、鋰電池等常見動力電池。