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原文传递光储充一体式无线充电机巢、系统和无人机

专利名称：	光储充一体式无线充电机巢、系统和无人机
摘要：	本发明公开了一种光储充一体式无线充电机巢、系统和无人机，该光储充一体式无线充电机巢自顶部至底部依次设置有巢盖、停机台、智能控制装置和蓄电池，巢盖的上表面铺设有太阳能板，停机台上铺设有磁耦合发射线圈，太阳能板、蓄电池和磁耦合发射线圈均分别与智能控制装置连接，机巢还设置有巢盖驱动装置，其中，巢盖驱动装置用于驱动巢盖开合，以便于无人机出入机巢，智能控制装置用于在无人机降落至停机台上时，控制通过太阳能板的光伏出力或者蓄电池的储能出力经磁耦合发射线圈向无人机无线充电。本发明能够实现无人机无人化工作，提高充电效能和稳定性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	武汉大学
发明人：	彭宇轩;蔡昌松;王军华;张铮妍;罗阳;陈嫣然
专利状态：	有效
申请日期：	2023-06-26T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202310761665.3
公开号：	CN117104567A
代理机构：	武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	张辰
分类号：	B64U80/25;B64U50/38;B64U10/14;B60L53/51;B;B64;B60;B64U;B60L;B64U80;B64U50;B64U10;B60L53;B64U80/25;B64U50/38;B64U10/14;B60L53/51
申请人地址：	430072 湖北省武汉市武昌区八一路299号
主权项：	1.一种光储充一体式无线充电机巢，其特征在于，机巢自顶部至底部依次设置有巢盖、停机台、智能控制装置和蓄电池，所述巢盖的上表面铺设有太阳能板，所述停机台上铺设有磁耦合发射线圈，所述太阳能板、所述蓄电池和所述磁耦合发射线圈均分别与所述智能控制装置连接，所述机巢还设置有巢盖驱动装置，其中，所述巢盖驱动装置用于驱动巢盖开合，以便于无人机出入机巢，所述智能控制装置用于在无人机降落至所述停机台上时，控制通过太阳能板的光伏出力或者蓄电池的储能出力经所述磁耦合发射线圈向所述无人机无线充电。 2.如权利要求1所述的光储充一体式无线充电机巢，其特征在于，所述智能控制装置包括光伏DCDC变换单元、直流母线和高频逆变单元，所述光伏DCDC变换单元用于将所述太阳能板输出的直流电升压后输出至所述直流母线，所述直流母线将升压后的直流电输送至所述高频逆变单元，所述高频逆变单元用于将升压后的直流电逆变为交流电，并通过所述磁耦合发射线圈向所述无人机无线充电。 3.如权利要求2所述的光储充一体式无线充电机巢，其特征在于，所述智能控制装置还包括光储能量优化管理单元和储能双向DCDC变换单元，所述光储能量优化管理单元用于在所述太阳能板未提供光伏出力或者所述光伏出力不足时，控制所述储能双向DCDC变换单元中的开关管，以使所述储能双向DCDC变换单元的移相角小于零，以便通过所述储能双向DCDC变换单元提供所述储能出力至所述直流母线，并经所述高频逆变单元和所述磁耦合发射线圈向所述无人机无线充电；所述光储能量优化管理单元还用于在所述光伏出力充足时，控制所述储能双向DCDC变换单元中的开关管，以使所述储能双向DCDC变换单元的移相角大于零，以便通过所述储能双向DCDC变换单元将所述直流母线上多余的电能提供给所述蓄电池充电。 4.如权利要求3所述的光储充一体式无线充电机巢，其特征在于，所述光储能量优化管理单元包括：第一信号采样电路，用于采样所述光伏DCDC变换单元的输出电压，以获取光伏出力信息；第一控制单元，用于获取所述光伏出力信息，并根据所述光伏出力信息输出相应的驱动指令；第一驱动电路，用于接收所述驱动指令，并驱动所述储能双向DCDC变换单元中的开关管工作在相应状态，以便对所述移相角进行相应控制。 5.如权利要求2所述的光储充一体式无线充电机巢，其特征在于，所述智能控制装置还包括充电功率智能调节单元，所述充电功率智能调节单元用于获取所述无人机中负载电池的充电状态，并根据所述充电状态实时调整充电策略。 6.如权利要求5所述的光储充一体式无线充电机巢，其特征在于，所述充电功率智能调节单元包括：通信模块，用于与所述无人机的负载电池进行通信，并获取所述负载电池的充电电压和充电电流信息；第二信号采样电路，用于采样获取所述高频逆变单元输出的输出电压和输出电流信息；第二控制单元，用于分别接收所述通信模块和所述第二信号采样电路发送的电压和电流信息，并根据所述通信模块和所述第二信号采样电路发送的电压和电流信息确定所述负载电池的充电状态，并根据所述充电状态发送相应的控制指令；第二驱动电路，用于接收所述控制指令，并驱动所述高频逆变单元相应调整自身输出电压值和输出电流值，以调节发射功率，与所述负载电池的充电状态相匹配。 7.如权利要求1-6中任一项所述的光储充一体式无线充电机巢，其特征在于，所述巢盖为中间高两边低的斜面结构，以用于所述机巢长期在户外环境中杂物的自动清理；所述停机台四周的巢壁与下部设置有隔磁装置，所述隔磁装置采用铁氧体隔磁材料制备。 8.一种无人机，其特征在于，包括设置在无人机底部的磁耦合接收线圈和负载BMS通信单元，所述负载BMS通信单元用于获取所述负载电池的充电电压和充电电流信息，并发送至机巢中充电功率智能调节单元内的通信模块；所述磁耦合接收线圈用于接收如权利要求1-7中任一项所述的光储充一体式无线充电机巢内的磁耦合发射线圈所发送的电能，以给所述无人机充电。 9.如权利要求8所述的无人机，其特征在于，所述磁耦合接收线圈与所述无人机的机体之间设置有隔磁装置，所述隔磁装置采用铁氧体隔磁材料制备。 10.一种光储充一体式无线充电系统，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的光储充一体式无线充电机巢和如权利要求8-9中任一项所述的无人机。