[發明專利]太陽能無人機能源管理系統及具有其的太陽能無人機

有效

• 申請號: 201710940736.0
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN109660200B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 許冬冬;張花;黃列偉;楊發友
• 申請（專利權）人: 海鷹航空通用裝備有限責任公司
• 主分類號: H02S40/30
• 分類號: H02S40/30;H02S40/34;H02J7/35
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種太陽能無人機能源管理系統，其特征在于，所述能源管理系統包括：

分線盒(10)，所述分線盒(10)用于實現能源管理系統的能源的輸入和輸出；

儲能電池(20)，所述儲能電池(20)與所述分線盒(10)連接，所述儲能電池(20)用于為用電設備供電；

多個太陽能電池子陣(30)，各個所述太陽能電池子陣(30)均由多個太陽能電池片組成，多個所述太陽能電池子陣(30)與所述儲能電池(20)并聯連接在所述分線盒(10)上，所述太陽能電池子陣(30)用于為所述儲能電池(20)和所述用電設備供電，各個所述太陽能電池子陣(30)之間的功率差值范圍為0W至10W；

多個MPPT控制器(40)，多個所述MPPT控制器(40)與多個所述太陽能電池子陣(30)一一對應連接；

DC-DC變換器(50)，所述DC-DC變換器(50)與所述分線盒(10)連接，所述DC-DC變換器(50)用于調節電壓；

能源管理單元EMU(60)，所述能源管理單元EMU(60)分別與所述儲能電池(20)、多個所述MPPT控制器(40)以及所述DC-DC變換器(50)連接；

多個所述太陽能電池子陣(30)分為至少兩個并聯設置在所述分線盒(10)上的太陽能電池陣組(31)，各個所述太陽能電池陣組(31)包括至少兩個串聯設置的所述太陽能電池子陣(30)，至少兩個所述太陽能電池子陣(30)分別與相對應的所述MPPT控制器(40)連接后串聯設置；

各個所述MPPT控制器(40)具有正常工作模式、直通工作模式和旁通工作模式，正常工作時，所述MPPT控制器(40)實現所述太陽能電池子陣(30)的最大功率輸出；當所述MPPT控制器的輸入電壓和輸出電壓之間的差值處于0V至1V時，所述MPPT控制器(40)處于直通工作模式，與所述MPPT控制器(40)相對應的太陽能電池子陣(30)與所述分線盒(10)直接連接；當所述太陽能電池子陣(30)發生故障時，所述MPPT控制器(40)處于旁通工作模式，與所述MPPT控制器(40)相對應的太陽能電池子陣(30)與所述分線盒(10)斷開連接。

2.根據權利要求1所述的太陽能無人機能源管理系統，其特征在于，多個所述太陽能電池子陣(30)設置在太陽能無人機機翼表面的不同位置，各個所述太陽能電池子陣(30)所在的機翼表面的弧度不同，構成所述太陽能電池子陣(30)的多個太陽能電池片在所述機翼表面的傾角的差值范圍為0°至5°。

3.根據權利要求1所述的太陽能無人機能源管理系統，其特征在于，各個所述MPPT控制器(40)均包括主電路(41)和控制電路(42)，所述主電路(41)分別與所述太陽能電池子陣(30)和所述分線盒(10)連接，所述控制電路(42)與所述主電路(41)連接，所述控制電路(42)根據采集到的輸入輸出電壓值和電流值以控制所述主電路(41)的工作模式。

4.根據權利要求1所述的太陽能無人機能源管理系統，其特征在于，所述儲能電池(20)具有兩階段充電狀態，在第一階段充電狀態下，所述能源管理單元EMU(60)控制多個所述太陽能電池子陣(30)以最大功率充電法對所述儲能電池(20)進行充電，所述儲能電池(20)的充電電流在不超過最大充電倍率的情況下維持最大；在第二階段充電狀態下，所述能源管理單元EMU(60)控制多個所述太陽能電池子陣(30)以階梯減小充電電流的方式模擬恒壓對所述儲能電池(20)進行充電，所述儲能電池(20)的充電電壓先下降后回升，直至所述儲能電池(20)的充電電流小于指定閾值后結束充電。

5.根據權利要求1所述的太陽能無人機能源管理系統，其特征在于，所述儲能電池(20)包括多個儲能電池組，多個儲能電池組根據所述太陽能無人機的重心位置要求分散設置在機翼以及機身的不同位置處。

6.根據權利要求5所述的太陽能無人機能源管理系統，其特征在于，所述能源管理單元EMU(60)為多個，多個所述能源管理單元EMU(60)與多個所述儲能電池組一一對應連接，所述儲能電池組由多個電池單體構成，所述能源管理單元EMU(60)通過對所述儲能電池組的狀態監測以實現對所述儲能電池組和所述電池單體的電壓的均衡管理。