[發(fā)明專利]一種電動(dòng)無人機(jī)組合供電裝置、方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110967413.7
• 申請(qǐng)日: 2019-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN113682479A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧惠民;盧小溪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 易航時(shí)代（北京）科技有限公司
• 主分類號(hào): B64D27/02
• 分類號(hào): B64D27/02;B64D27/24;H02J7/34
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 馮靜

本發(fā)明公開一種電動(dòng)無人機(jī)組合供電裝置、方法及系統(tǒng)。該方法包括：獲取無人機(jī)的功率需求信號(hào)；根據(jù)功率需求信號(hào)判斷需求功率是否大于金屬空氣電池的額定輸出功率，得到第一判斷結(jié)果；若第一判斷結(jié)果表示是，則獲取超級(jí)電容的剩余電量；判斷超級(jí)電容的剩余電量是否大于電容電量最低閾值，得到第二判斷結(jié)果；若第二判斷結(jié)果表示是，則向超級(jí)電容充電管理模塊發(fā)出控制超級(jí)電容放電的控制信號(hào)；若第二判斷結(jié)果表示否，則發(fā)出功率不足告警信號(hào)；若第一判斷結(jié)果表示否，則控制金屬空氣電池按照功率需求信號(hào)輸出功率。本發(fā)明的電動(dòng)無人機(jī)組合供電裝置、方法及系統(tǒng)，能夠滿足無人機(jī)瞬時(shí)大功率的需求。

本申請(qǐng)是名為《一種電動(dòng)無人機(jī)組合供電裝置、方法及系統(tǒng)》的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)的申請(qǐng)日為2019年04月12日，申請(qǐng)?zhí)枮?01910293309.7。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及一種電動(dòng)無人機(jī)組合供電裝置、方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

無人機(jī)發(fā)展至今已有百年歷史，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域。軍用無人機(jī)改變了傳統(tǒng)的作戰(zhàn)模式，向中繼通訊、情報(bào)搜集、電子對(duì)抗和空中打擊四大職能轉(zhuǎn)變；民用無人機(jī)也在農(nóng)林植保、電力巡檢、消防救災(zāi)、氣象監(jiān)測(cè)、包裹派送等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。無人機(jī)作為一種利用無線電設(shè)備或自帶程序控制、可重復(fù)使用的不載人航天器，按照飛行平臺(tái)構(gòu)型可以分為固定翼、旋翼、傘翼、撲翼、直升飛機(jī)和無人飛艇等類型。其中電動(dòng)多旋翼無人機(jī)因其操縱簡單、成本低、機(jī)動(dòng)性高等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。但采用傳統(tǒng)鋰電池作為動(dòng)力的多旋翼無人機(jī)，續(xù)航時(shí)間普遍不超過半小時(shí)，限制了該類型無人機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展，續(xù)航時(shí)間短的難題亟待解決。

在航天航空領(lǐng)域，氫氧燃料電池、太陽能電池等新型能源已經(jīng)開始取代傳統(tǒng)的燃油燃?xì)猓履茉达w行器成為未來發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。氫氧燃料電池?zé)o人機(jī)采用氫氣作為燃料，將氫氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，為無人機(jī)飛行提供能量，反應(yīng)過程不受卡諾循環(huán)的限制，因此轉(zhuǎn)化效率高，且具有零污染、能量密度大等優(yōu)點(diǎn)。由于氫氧燃料電池所需氫氣攜帶儲(chǔ)氫罐，體積大，儲(chǔ)氫量少，續(xù)航里程短，同時(shí)氫氧燃料電池動(dòng)態(tài)性能比較軟，難以滿足無人機(jī)在需要抗湍流、變換飛行姿勢(shì)等工況下需要的較大瞬時(shí)功率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種電動(dòng)無人機(jī)組合供電裝置、方法及系統(tǒng)，滿足無人機(jī)瞬時(shí)大功率的需求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種電動(dòng)無人機(jī)組合供電裝置，包括：金屬空氣電池、超級(jí)電容、信號(hào)檢測(cè)模塊、金屬空氣電池控制模塊、超級(jí)電容充電管理模塊、組合電源控制器和并流器；

所述金屬空氣電池以及所述超級(jí)電容的電能輸出端與所述并流器的電能輸入端連接；

所述并流器的電能輸出端與無人機(jī)負(fù)載的電能輸入端連接；

所述金屬空氣電池的控制輸入端與所述金屬空氣電池控制模塊的控制輸出端連接，所述超級(jí)電容充電管理模塊的控制輸出端與所述超級(jí)電容的控制輸入端連接；

所述信號(hào)檢測(cè)模塊的信號(hào)輸入端分別與所述金屬空氣電池和所述超級(jí)電容連接；所述信號(hào)檢測(cè)模塊的信號(hào)輸出端與所述組合電源控制器的信號(hào)輸入端連接；所述組合電源控制器的信號(hào)輸入端還與無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的信號(hào)輸出端連接，用于獲取所述無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)發(fā)送的功率需求信號(hào)；所述組合電源控制器的控制輸出端與所述金屬空氣電池控制模塊以及所述超級(jí)電容充電管理模塊的控制輸入端連接；

所述信號(hào)檢測(cè)模塊用于檢測(cè)所述金屬空氣電池以及所述超級(jí)電容的荷電狀態(tài)，所述組合電源控制器用于在需求功率超過所述金屬空氣電池的額定輸出功率時(shí)向所述超級(jí)電容充電管理模塊發(fā)出功率不足信號(hào)；所述超級(jí)電容充電管理模塊在接收到所述功率不足信號(hào)時(shí)控制所述超級(jí)電容放電補(bǔ)充功率；所述并流器用于將所述金屬空氣電池輸出的電能和所述超級(jí)電容輸出的電能進(jìn)行并流；