[發(fā)明專利]一種臨近空間太陽能無人機多余度供配電系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113193816B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設計）人: 高恒烜;李書;戶艷鵬
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H02S20/20
• 分類號: H02S20/20;H02S40/30;H02J7/35;H02J9/06;H02M3/00;B64D27/24;B64D41/00;B64C39/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波;鄧琳

本發(fā)明公開了一種臨近空間太陽能無人機多余度供配電系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括分別與母線連接的太陽能電池控制器、儲能電池、動力模塊、第一配電器和第二配電器；所述太陽能電池控制器用于控制多個太陽能電池板，所述儲能電池分別設置在左機翼和右機翼上，所述動力模塊包括電機及控制器，所述第一配電器和所述第二配電器的輸入端連接所述母線，所述第一配電器和所述第二配電器的輸出端連接用電設備。本發(fā)明能夠解決臨近空間太陽能無人機在長時間飛行中的穩(wěn)定供配電問題，提高供配電系統(tǒng)的可靠性，提高飛行安全性，具有很強的工程應用價值。

技術領域

本發(fā)明涉及太陽能無人機電氣工程技術領域，特別涉及一種臨近空間太陽能無人機多余度供配電系統(tǒng)及方法。

背景技術

臨近空間太陽能無人機具有大翼展、重量輕、巡航時間長等特點，目前太陽能已能夠跨晝夜飛行，正在向跨周跨月目標推進。長時間飛行對太陽能無人機供配電提出了很高的要求，因此如何設計一種適用于大翼展及面向任務的臨近空間無人機的供配電方案，切實提高太陽能無人機供配電的可靠性，是本領域亟待解決的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對臨近空間太陽能無人機長時間飛行對無人機供配電系統(tǒng)要求高的特點，提供一種臨近空間太陽能無人機多余度供配電系統(tǒng)及方法，同時為動力系統(tǒng)、航電設備和任務載荷提供雙余度供配電，提高太陽能無人機供配電可靠性，提高飛行安全性。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施例提供如下方案：

一方面，提供一種臨近空間太陽能無人機多余度供配電系統(tǒng)，包括分別與母線連接的太陽能電池控制器、儲能電池、動力模塊、第一配電器和第二配電器；所述太陽能電池控制器用于控制多個太陽能電池板，所述儲能電池分別設置在左機翼和右機翼上，所述動力模塊包括電機及控制器，所述第一配電器和所述第二配電器的輸入端連接所述母線，所述第一配電器和所述第二配電器的輸出端連接用電設備。

優(yōu)選地，所述臨近空間太陽能無人機的機載設備和任務載荷設置在機身位置，所述第一配電器和所述第二配電器并聯(lián)構成雙余度，為所述機載設備和所述任務載荷供電。

優(yōu)選地，根據(jù)用電設備是否有斷電需求，所述第一配電器和所述第二配電器同時設置直連通道和開關通道，所述直連通道用于為不可斷電設備供電，所述開關通道用于為電源可控設備供電。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括應急電池，所述應急電池通過防反二極管與所述直連通道連接，用于在應急情況下供電；所述防反二極管在系統(tǒng)正常供電時處于斷開狀態(tài)，在系統(tǒng)電源掉電時單項向用電設備供電。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括遠端配電模塊，所述遠端配電模塊直接連接所述母線取電，并通過微型變壓模塊向遠端舵機供電。

另一方面，提供一種臨近空間太陽能無人機多余度供配電方法，包括以下步驟：

設置分別與母線連接的太陽能電池控制器、儲能電池、動力模塊、第一配電器和第二配電器；其中，所述太陽能電池控制器控制多個太陽能電池板，所述儲能電池分別設置在左機翼和右機翼上，所述動力模塊包括電機及控制器，所述第一配電器和所述第二配電器的輸入端連接所述母線，所述第一配電器和所述第二配電器的輸出端連接用電設備。

優(yōu)選地，所述臨近空間太陽能無人機的機載設備和任務載荷設置在機身位置，所述方法還包括：將所述第一配電器和所述第二配電器并聯(lián)構成雙余度，為所述機載設備和所述任務載荷供電。

優(yōu)選地，所述方法還包括：

根據(jù)用電設備是否有斷電需求，為所述第一配電器和第二配電器同時設置直連通道和開關通道，所述直連通道為不可斷電設備供電，所述開關通道為電源可控設備供電。

優(yōu)選地，所述方法還包括：

設置應急電池，所述應急電池通過防反二極管與所述直連通道連接，用于在應急情況下供電；所述防反二極管在系統(tǒng)正常供電時處于斷開狀態(tài)，在系統(tǒng)電源掉電時單項向用電設備供電。