[發明專利]一種平流層飛艇用雙余度能源切換管理策略

有效

• 申請號: 201510436383.1
• 申請日: 2015-07-23
• 公開（公告）號: CN105067864B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 祝明;孫康文
• 申請（專利權）人: 北京天航華創科技股份有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G05B19/04;G05B9/03;H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明提供一種平流層飛艇用雙余度能源切換管理策略，屬于平流層飛艇技術與能源管理系統技術的交叉領域。

背景技術

隨著當今世界對臨近空間飛行器需求量的不斷加大，平流層飛艇由于滯空時間長、使用成本低、偵察視野寬、載荷限制少和適應能力強等優點在各個領域的開發和利用逐漸得到推廣。能源管理是平流層飛艇的關鍵技術之一，鑒于飛艇控制的復雜性、飛行環境多變性和長駐空時間等特點，如何實現飛艇不同任務下的能源系統有效切換以及對故障模塊的有效處理措施已成了整個飛艇系統的瓶頸。為解決上述問題，本發明提供一種平流層飛艇用雙余度能源切換管理策略。

發明內容

（1）目的：本發明的目的在于提供一種平流層飛艇用雙余度能源切換管理策略，利用該管理方式不但能實現不同任務條件下的能源系統有效切換，還能實現對故障模塊的有效隔離和能源系統的快速自重構，增加能源系統的可靠性。

（2）技術方案：根據本發明研制的平流層飛艇用雙余度能源切換管理策略在原理上基本與常規的能源管理系統相同。其技術方案主要是通過對傳感器、繼電器進行雙余度備份，然后根據平流層飛艇在一天中不同的運行時刻提供不同的供電方案，當部分轉換電路出現故障時，通過備用傳感器、繼電器的在線管理啟用備份系統，并將故障模塊利用隔離模塊進行斷開，可快速實現系統的自重構恢復。具體供電方案方式如下：

1）在夜晚狀態下，儲能電池單獨為負載供電；

2）在清晨，供電陣、充電陣、儲能電池聯合為負載供電；

3）當電池陣具有供電能力時，供電陣、充電陣聯合為負載供電，鋰電池處于待命狀態；

4）當供電陣具備供電能力時，供電陣供電，充電陣為鋰電池充電；

5）當部分時段任務需求功率過大時，供電陣、充電陣聯合為負載供電，鋰電池處于待命狀態；

6）當兩個電池陣的輸電能力仍不能滿足需求時，供電陣、充電陣、儲能電池聯合為負載供電；

7）部分時段且鋰電池充滿的條件下，平臺進行前飛或圓周飛行消耗掉多余的電能。

根據上述供電模式設計完成的能源管理系統，可有效控制平流層飛艇在不同的日照強度和任務使命條件下的能源管理。同時，對能源管理系統中轉換電路的測量傳感器、繼電器進行雙余度備份，將電壓、電流傳感器測量的相關參數進行對比分析，判斷整個循環能源系統工作是否異常。當整個循環能源系統處于正常狀態時，能源管理系統將按照權利要求1所述的相關工作模式運行。當某個或某些傳感器的測量、繼電器的動作存在異常時，將通過能源管理系統啟用備用傳感器、備用繼電器，并將故障模塊利用隔離開關斷開，實現對故障模塊的有效隔離和循環能源系統的快速自重構，從而保證循環能源系統繼續運作，增加能源系統的可靠性。

此外，雙余度能源切換管理策略下的測量傳感器、繼電器在正常條件下處于熱備份狀態，即始終處于加電模式，但不參與信號采集和開關動作動作，當主模塊發生故障后，才轉入工作模態。

（3）優點及功效：本發明一種平流層飛艇用雙余度能源切換管理策略，它不僅可以實現不同任務條件下的能源系統有效切換，而且能通過備用傳感器、繼電器的在線管理啟用備份系統，并將故障模塊利用隔離模塊進行斷開，實現對故障模塊的有效隔離和能源系統的快速自重構，增加能源系統的可靠性。

附圖說明：

圖1為本發明中平流層飛艇用雙余度能源切換管理策略的電路示意圖

圖中標號說明如下：

1.太陽能充電陣2.電壓傳感器3.電流傳感器

4.充電DC/DC變換器 5.鋰電池6.太陽能供電陣

7.繼電器8.保險絲9.負載系統

10.系統通信線 11.在線管理系統。

具體實施方式：

下面結合圖1對本發明中的雙余度能源切換管理策略技術實現方式作進一步說明：