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原文传递临近空间无人机组合动力系统全自动能量控制系统和方法

专利名称：	临近空间无人机组合动力系统全自动能量控制系统和方法
摘要：	本发明公开了一种临近空间无人机组合动力全自动能量控制系统，包括太阳能发电装置、内燃机（或燃料电池）发电装置、机载蓄电池组和电能分配装置、安装在机载计算机上的临近空间无人机全自动能量控制子系统；其特点是：所述机载蓄电池组重量等于或略大于太阳能高峰期储存剩余电能所需要的电池重量：当太阳能高峰期发电满足用电时，该发电装置把多余的发电用来给机载蓄电池组充电；还包括以下步骤：飞行中实时计算机载用电设备电能消耗量；飞行中实时提供等于该用电设备即时电能消耗量的发电量：飞行中实时储存等于该用电设备即时电能消耗量的电能。本发明飞机重量只有500到600公斤重，重量只是美国的十分之一，极大地降低了飞机造价成本和维护成本。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	沈观清
发明人：	沈观清;春燕
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910482978.9
公开号：	CN110182389A
分类号：	B64G1/42(2006.01);B;B64;B64G;B64G1
申请人地址：	110031 辽宁省沈阳市皇姑区塔湾街40-213号5-5-2
主权项：	1.一种临近空间无人机组合动力全自动能量控制系统，包括太阳能发电装置、内燃机(或燃料电池)发电装置、机载蓄电池组和电能分配装置、安装在机载计算机上的临近空间无人机全自动能量控制子系统；所述太阳能发电装置和内燃机(或燃料电池)发电装置分别向所述机载电池组充电、所述机载计算机全自动能量控制子系统分别接收太阳能发电装置和机载电池组信息，并且分别控制所述内燃机(或燃料电池)发电装置、所述机载电池组、所述电能分配装置；所述机载计算机临近空间无人机全自动能量控制子系统的输入端为环境信息采集系统、输出端为临近空间无人机组合用电系统；所述的机载蓄电池组为锂电池组；其特征在于：所述机载蓄电池组重量等于或略大于太阳能高峰期储存剩余电能所需要的电池重量：当太阳能高峰期发电满足包括驱动电动机和机载设备用电时，太阳能发电装置把多余的发电用来给机载蓄电池组充电。 2.根据权利要求1所述一种临近空间无人机组合动力全自动能量控制系统，其特征在于：所述机载计算机临近空间无人机全自动能量控制子系统包括中央数据处理模块、飞行中实时用电量信息采集模块、氢发电即时信息模块、机载储能电池电量电压数值监测模块；所述的中央数据处理模块与飞行中实时用电量信息采集模块、氢发电即时信息模块、机载储能电池电量电压监测模块单向连接，所述的中央数据处理模块与太阳能即时剩余电量监测模块双向连接。 3.根据权利要求1所述一种临近空间无人机组合动力全自动能量控制系统，其特征在于：所述机载电池组与电能分配装置包括：用于太阳能即时发电的太阳能平衡充电器、用于机载共享蓄电池组的机载蓄电池平衡充电器、用于将太阳能即时发电直流电、以及将机载共享蓄电池组直流电转变为三相电的机载蓄电池直流电变三相电模块、以及单相电设备供电模块；还包括分别从太阳能即时发电模块、机载共享蓄电池组取电的电能分配模块。 4.根据权利要求3所述一种临近空间无人机组合动力全自动能量控制系统，其特征在于：所述机载共享蓄电池组储电量的电池重量是太阳能高峰期所发电能超过无人机当时需用电量后的剩余电能的最大可能储电量的所必须电池重量的1.1-1.05倍。 5.根据权利要求3所述一种临近空间无人机组合动力全自动能量控制系统，其特征在于：所述机载共享蓄电池组为太阳能即时发电电池高峰期剩余电能充电和内燃机(或燃料电池)发电装置的共用蓄电池组。 6.根据权利要求2所述一种临近空间无人机组合动力全自动能量控制系统，其特征在于：所述飞行中实时用电量信息采集模块包括采集飞行中动力消耗实时信息、采集飞行中机载设备消耗实时信息、采集飞行中通讯设备消耗实时信息。 7.根据权利要求2所述一种临近空间无人机组合动力全自动能量控制系统，其特征在于：所述中央数据处理模块包括飞行中实时用电量计算单元、太阳能即时发电剩余电能判断单元、机载蓄电池电量电压预警单元、启动内燃机(或燃料电池)发电装置充电单元、停止内燃机(或燃料电池)发电装置充电单元。 8.基于权利要求1至7任意一种临近空间无人机组合动力全自动能量控制系统的能量控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、飞行中实时计算机载用电设备电能消耗量；所述机载用电设备包括驱动电机和机载设备；步骤二、飞行中实时提供等于该用电设备即时电能消耗量的发电量：步骤三、飞行中实时储存等于该用电设备即时电能消耗量的电能。 9.根据权利要求8所述一种临近空间无人机组合动力全自动能量控制系统的能量控制方法，其特征在于：所述步骤一的具体过程如下： ⑴飞行中实时采集机载用电设备的即时能量消耗信息；所述即时能量消耗信息包括飞行中即时动力消耗能量、飞行中即时机载设备消耗能量、飞行中即时通讯设备消耗能量； ⑵飞行中实时根据能量消耗信息计算所需要的即时发电量； ⑶判断太阳能发电是否满足驱动电机和机载设备用电，如果满足则转入过程⑷，如果太阳能发电不满足驱动电机和机载设备用电，则缺乏的电能从机载蓄电池组提供； ⑷判断太阳能发电是否还有多余的电能，如果有则多余的电给机载共享蓄电池组充电。 10.根据权利要求8所述一种临近空间无人机组合动力全自动能量控制系统的能量控制方法，其特征在于：所述步骤三的具体过程如下： ⑴飞行中实时监测机载共享蓄电池组的电压和电量； ⑵如果该电压和电量低于额定值，则启动内燃(或燃料电池)发电装置向所述机载共享蓄电池组充电； ⑶判断机载共享蓄电池组充电能量是否等于即时机载用电设备的电能消耗量，如果等于则停止充电，如果不等于则继续充电。
所属类别：	发明专利