[發(fā)明專利]一種基于太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)的能源管理系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710351355.9
• 申請(qǐng)日: 2017-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106972613A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 霍沛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京昶遠(yuǎn)科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J7/35
• 分類號(hào): H02J7/35
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所11121
• 代理人: 祗志潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空航天器能源系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)的能源管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著太陽(yáng)能技術(shù)的進(jìn)步，太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)技術(shù)也隨之有了很大的發(fā)展，其中ERAST和Zepsyr已經(jīng)實(shí)現(xiàn)首飛，但是結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)能電池的重量依然是它們最大的制約，以當(dāng)前的技術(shù)水平，電池的重量幾乎占據(jù)了太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)重量的40％，因此，如太陽(yáng)能單元、儲(chǔ)能電池、能源管理系統(tǒng)等新一代能源技術(shù)是太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)完成長(zhǎng)時(shí)間航行的關(guān)鍵因素。

目前需要一種為整機(jī)提供能源并且監(jiān)測(cè)整機(jī)的能源供給狀況的管理系統(tǒng)，并且在盡可能提高太陽(yáng)能陣列電池的利用率的同時(shí)，降低設(shè)備的重量和體積。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種基于太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)的能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)MPPT功能、監(jiān)測(cè)功能、控制功能和通訊功能等功能，并與太陽(yáng)能陣列電池結(jié)合以最大功率轉(zhuǎn)化能量為整機(jī)提供能源，監(jiān)測(cè)整機(jī)能源使用情況，同時(shí)，具有集成化程度高、體積小、重量輕的特點(diǎn)。

本發(fā)明的基于太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)的能源管理系統(tǒng)，包括：主控模塊、MPPT模塊、RS232接口、輸入控制端、輸出控制端、電壓傳感器、電流傳感器和溫度傳感器。輸入控制端連接太陽(yáng)能陣列電池，輸出控制端連接儲(chǔ)能電池和DC-DC。

在輸入控制端連接有輸入端電壓傳感器和輸入端電流傳感器，輸入端電壓傳感器將輸入端電壓實(shí)時(shí)傳輸給主控模塊，輸入端電流傳感器將輸入端電流實(shí)時(shí)傳輸給MPPT模塊。在輸出控制端連接有輸出端電壓傳感器和輸出端電流傳感器。

MPPT模塊追蹤太陽(yáng)能陣列電池輸入的最高電壓和電流值，以最大功率跟蹤點(diǎn)的電壓為輸出電壓，并傳輸給主控模塊和輸出控制端。輸出控制端以最大功率跟蹤點(diǎn)的電壓為輸出電壓。

主控模塊通過(guò)擾動(dòng)分析法輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)給MPPT模塊，整理各電流傳感器、電壓傳感器和溫度傳感器采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)RS232接口發(fā)送到任務(wù)控制計(jì)算機(jī)。

溫度傳感器采集太陽(yáng)能陣列電池所在的機(jī)翼翼面溫度、機(jī)艙內(nèi)溫度和儲(chǔ)能電池溫度，并發(fā)送給主控模塊。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果在于：本發(fā)明的能源管理系統(tǒng)相比其他能源系統(tǒng)，集成化程度更高，重量更輕，體積更小，能根據(jù)飛機(jī)要求實(shí)現(xiàn)定制化，并且本身實(shí)現(xiàn)芯片級(jí)設(shè)計(jì)。同時(shí)，本發(fā)明的能源管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)MPPT的跟蹤效率達(dá)到99.5％以上。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的基于太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)能源管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1-主控模塊；2-MPPT模塊；3-RS232接口；4-輸入控制端；5-輸出控制端；

6-輸入端電壓傳感器；7-輸入端電流傳感器；8-輸出端電流傳感器；9-輸出端電壓傳感器；

10-溫度傳感器；11-單體電池電壓傳感器。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

太陽(yáng)能陣列電池為整機(jī)提供能源，根據(jù)太陽(yáng)能陣列電池的特性，需要尋找其最大功率點(diǎn)，最大程度將太陽(yáng)能陣列電池提供的能源利用，本發(fā)明提供的基于太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)的能源管理系統(tǒng)，將MPPT功能、監(jiān)測(cè)功能和通訊功能結(jié)合在一起，太陽(yáng)能陣列電池連接在能源管理系統(tǒng)的MPPT上，并通過(guò)電流傳感器和電壓傳感器測(cè)量能源管理系統(tǒng)輸入端的電壓和電流，并通過(guò)對(duì)能源管理系統(tǒng)輸入端的繼電器控制來(lái)控制能源管理系統(tǒng)輸入端的通斷，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明的MPPT功能其跟蹤效率始終保持在99.5％以上。

如圖1所示，本發(fā)明的基于太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)的能源管理系統(tǒng)，包括主控模塊1、MPPT模塊2、RS232接口3、輸入控制端4、輸出控制端5、電壓傳感器6,9、電流傳感器7,8和溫度傳感器10。

本發(fā)明的能源管理系統(tǒng)的輸入端連接太陽(yáng)能陣列電池，輸出端連接儲(chǔ)能電池和DC-DC。在能源管理系統(tǒng)的輸入端和輸出端均通過(guò)電壓傳感器和電流傳感器測(cè)量電壓和電流。DC-DC模塊為整個(gè)機(jī)載設(shè)備供電，存儲(chǔ)電池連接直流電機(jī)，并通過(guò)電機(jī)通斷模塊控制電機(jī)通斷，在無(wú)人機(jī)失聯(lián)或其他極端條件下，可通過(guò)將直流電機(jī)斷電來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)自毀功能。