CN104554735A - 飞行器电动机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种飞行器电动机系统。提出了用于控制电气飞行器的方法和设备。设备包括控制器。控制器被构造为识别电气飞行器的状态。控制器被进一步构造为识别用于电气推进系统中的电动机组的再冲电参数组。电气推进系统被构造为基于用于电气飞行器的电动机组的状态来使电气飞行器移动。控制器被进一步构造为在电气飞行器处于再冲电状态时使用再冲电参数组来对用于电气飞行器的电源进行再冲电以控制利用电动机组对电源的再冲电。

Description

飞行器电动机系统
技术领域
本发明一般地涉及飞行器，并且具体地涉及具有电动机的飞行器。更具体地，本发明涉及用于飞行器电动机系统的方法和设备。
背景技术
电动机是将电能转换为机械能的装置。电动机用于各种应用。这些应用包括风扇、泵、工具、盘驱动器、钻头和在不同类型的平台中可以发现的其它类型的装置。
其中可以使用电动机的平台的示例是飞行器。在一些情况下，电动机可以是用于飞行器的推进系统。例如，电动机可以旋转飞行器的一个或多个推进器以通过空气或其组合提供飞行器在地面上的移动。
使用电动机的飞行器可以采取各种形式。例如，飞行器可以是固定翼飞机、旋翼飞机、直升机、四轴飞行器、无人驾驶飞行器或一些其它适合类型的飞行器。
当电动机用于飞行器的推进时，电能可以由电源来提供。例如，可以使用电池系统来提供电能。电池系统或其它电源上的负载是设计和制造飞行器时的重要考虑内容。例如，电动机在飞行的各阶段用于移动飞行器的电能的量可以是重要的。
使用电池系统的电动机可以要求电池在预定量的时间、距离、电能使用或其组合之后进行再冲电。如果电动机使用超过想要的程度的性能所需要的电能的电能，则再冲电与维修之间的时间、距离或时间和距离会比想要的短。因此，希望的是提供一种考虑了上述问题中的至少一些以及其它可能的问题的方法和设备。
发明内容
在一个示出性实施方式中，设备包括控制器。控制器被构造为识别电气飞行器的状态。控制器被进一步构造为识别用于电气推进系统中的电动机组的再冲电参数组。电气推进系统被构造为基于用于电气飞行器的电动机组的状态来移动电气飞行器。控制器被进一步构造为在电气飞行器处于再冲电状态时使用再冲电参数组来对用于电气飞行器的电源进行再冲电以控制利用电动机组对电源的再冲电。
在另一示出性实施方式中，电气飞行器包括机体、推进器组、与机体物理地关联的电动机组、电源和控制器。电动机组被构造为旋转推进器组并且移动机体。电源连接到电动机组，从而电流在电源与电动机组之间流动。控制器被构造为识别电动机组的状态。控制器被进一步构造为当电气飞行器处于再冲电状态时识别电动机组的再冲电参数组。控制器被进一步构造为在电气飞行器处于再冲电状态时使用再冲电参数组来对用于电气飞行器的电源进行再冲电以控制利用电动机组对电源的再冲电。
在又一示出性实施方式中，提供了一种控制电气飞行器的方法。对电气飞行器的状态进行识别。当状态是再冲电状态并且是电气飞行器的当前状态时，识别电动机组的再冲电参数组。电动机组被构造为移动电气飞行器。在电气飞行器处于再冲电状态时使用再冲电参数组来对用于电气飞行器的电源进行再冲电以控制利用电动机组对电源的再冲电。
此外，本公开包括根据下述条款的实施方式：
条款1、一种设备，所述设备包括控制器，所述控制器被构造为识别用于电气飞行器的状态；识别电气推进系统中的电动机组的再冲电参数组，所述电气推进系统被构造为基于用于电气飞行器的电动机组的状态来移动电气飞行器；以及在电气飞行器处于再冲电状态时使用再冲电参数组来对用于电气飞行器的电源进行再冲电以控制利用电动机组对电源的再冲电。
条款2、根据条款1所述的设备，其中，所述再冲电参数组包括针对电源的总电流、来自电动机组中的电动机的电流或者用于电动机的电压中的至少一个。
条款3、根据条款2所述的设备，其中，所述总电流小于或等于用于所述电源的最大电流。
条款4、根据条款1所述的设备，其中，所述再冲电参数组包括来自所述电动机组中的电动机的电流，并且其中，所述控制器被构造为控制由电动机生成的电流的占空比以控制所述电流。
条款5、根据条款1所述的设备，其中，所述控制器被构造为当电气飞行器处于所述再冲电状态时，响应于事件识别用于所述电动机组的所述再冲电参数组中的再冲电参数。
条款6、根据条款5所述的设备，其中，所述事件是选自下述中的至少一个：电气飞行器进入再冲电状态、过去了某一时间段或者电动机组中的变化。
条款7、根据条款1所述的设备，其中，用于所述电气飞行器的状态选自运行状态和再冲电状态中的一个。
条款8、根据条款1所述的设备，其中，所述控制器是脉宽调制控制器。
条款9、根据条款1所述的设备，其中，所述电气飞行器选自下述中的一个：固定翼飞机、旋翼飞机、直升机、四轴飞行器和无人驾驶飞行器。
条款10、根据条款1所述的设备，其中，所述电源选自电池系统和燃料电池中的一个。
条款11、一种电气飞行器，所述电气飞行器包括机体；推进器组；电动机组；电动机组与机体物理地关联，被构造为旋转推进器组并且移动机体；电源，所述电源连接到电动机组，从而电流在电源与电动机组之间流动；以及控制器，所述控制器被构造为识别电动机组的状态，当状态是电气飞行器的再冲电状态时识别电动机组的再冲电参数组，以及在电气飞行器处于再冲电状态时使用再冲电参数组来对电源进行再冲电以控制利用电动机组对电源的再冲电。
条款12、根据条款11所述的电气飞行器，其中，所述再冲电参数组包括下述中的至少一个：针对电源的总电流、来自电动机组中的电动机的电流或者用于电动机的电压。
条款13、根据条款12所述的电气飞行器，其中，所述电源是电池系统并且所述总电流小于或等于用于所述电池系统的最大电流。
条款14、根据条款11所述的电气飞行器，其中，所述再冲电参数组包括来自所述电动机组中的电动机的电流，并且其中，所述控制器被构造为控制由电动机生成的电流的占空比以控制所述电流。
条款15、根据条款11所述的电气飞行器，其中，所述推进器组包括四组推进器并且所述电动机组包括四个电动机。
条款16、一种控制电气飞行器的方法，所述方法包括：对电气飞行器的状态进行识别；当状态是再冲电状态并且是电气飞行器的当前状态时，识别用于电动机组的再冲电参数组，其中，电动机组被构造为移动电气飞行器；以及在电气飞行器处于再冲电状态时使用再冲电参数组来对用于电气飞行器的电源进行再冲电以控制利用电动机组的电源的再冲电。
条款17、根据条款16所述的方法，其中，所述再冲电参数组包括下述中的至少一个：针对电源的总电流、来自所述电动机组中的电动机的电流或者用于所述电动机的电压。
条款18、根据条款17所述的方法，其中，所述总电流小于或等于用于所述电源的最大电流。
条款19、根据条款16所述的方法，其中，所述再冲电参数组包括来自所述电动机组中的电动机的电流，并且该方法进一步包括控制由电动机生成的电流的占空比以控制所述电流。
条款20、根据条款16所述的方法，其中，所述电源选自电池系统和燃料电池中的一个，并且其中，所述控制器被构造为响应于电气飞行器处于再冲电状态时的事件识别用于所述电动机组的所述再冲电参数组中的再冲电参数。
下面描述本发明的系统和方法的其它特征。能够在各种实施方式中独立地实现所述特征、功能和优点或者所述特征、功能和优点可以在其它实施方式中组合，能够参考下面的描述和附图而看出其进一步的细节。
附图说明
在所附权利要求中阐述示出性实施方式的新颖性特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的示出性实施方式的下面的详细描述将最佳地理解作为使用优选模式、进一步的目标及其特征的示出性实施方式，在附图中：
图1是根据示出性实施方式的电气飞行器环境的视图；
图2是根据示出性实施方式的电气飞行器的框图的视图；
图3是根据示出性实施方式的用于电气飞行器的操作的状态机的框图的视图；
图4是根据示出性实施方式的用于电动机系统的信息流图的视图；
图5是根据示出性实施方式的用于电动机系统的另一信息流动图的视图；
图6是根据示出性实施方式的用于电动机的信息流动图的视图；
图7是根据示出性实施方式的再冲电状态下用于电动机的信息流动图的视图；
图8是根据示出性实施方式的电源的电流控制器的框图的视图；
图9是根据示出性实施方式的用于计算命令电流的等式的视图；
图10是根据示出性实施方式的用于电动机的电压控制器和逆变器的电路图的视图；
图11是根据示出性实施方式的通过电压控制器的电流流动的视图；
图12是根据示出性实施方式的通过电压控制器的电流流动的视图；
图13是根据示出性实施方式的电压控制器和逆变器的视图；
图14是根据示出性实施方式的通过电压控制器和逆变器的反向电流流动的视图；
图15是根据示出性实施方式的电压控制器和逆变器的视图；
图16是根据示出性实施方式的四象限控制的视图；
图17是根据示出性实施方式的控制电气飞行器的处理的流程图的视图；
图18示出了根据示出性实施方式的框图形式的数据处理系统。
图19示出了根据示出性实施方式的飞行器制造和服务方法的框图的视图；以及
图20示出了根据示出性实施方式的飞行器的框图的视图。
具体实施方式
示出性实施方式认识并考虑了一个或多个不同的考虑因素。例如，示出性实施方式认识并考虑了飞行器可以使用电动机飞行的时间、距离或时间和距离可以以各种不同方式增加。例如，当电动机使用电池系统作为电源时，该电池系统可以进行再充电。示出性实施方式进一步认识并考虑了电池系统的这种再充电可以在飞行器远离为飞行器指定的再充电地点时发生。
示出性实施方式认识并考虑了用于飞行器的电动机可以包括能量采集装置。能量采集装置可以在飞行器远离为飞行器指定的再充电地点时生成电能来对电池系统进行再充电。在该示出性示例中，能量采集装置可以具有各种形式。例如，能量采集系统可以选自下述中的一种：太阳能电池、热电发电机、压电晶体、天线和被构造为对飞行器的电池系统进行再充电的其它适合类型的装置。
示出性实施方式进一步认识并考虑了在某些情况下与所希望的相比，在飞行器中添加能量采集装置作为单独的组件会添加更多的重量和复杂性。示出性实施方式进一步认识并考虑了用于飞行器的推进的电动机也可以用作能量采集装置。特别地，与推进器关联的电动机可以用于采集动能形式可用的风能以生成可以用于对飞行器中的电池系统进行再充电的电流。然而，示出性实施方式认识并考虑了一些当前使用的推进系统可能不具有为飞行器提供移动和再充电这两种能力。
因此，示出性实施方式提供了一种用于对电源进行再充电的方法和设备。在一个示出性示例中，设备包括控制器。该控制器被构造为识别电气飞行器的状态，并且识别多个电动机的再冲电参数组。所述多个电动机被构造为在飞行器处于再充电状态时通过空气移动飞行器。该控制器被进一步构造为在飞行器处于再充电状态时使用再冲电参数组来对用于飞行器的电源进行再冲电并且控制利用电动机组对电源的再冲电。
现在参考附图，并且特别地，参考图1，根据示出性实施方式示出了电气飞行器环境。在该示出性示例中，电气飞行器环境100是其中电气飞行器101可以运行的环境的示例。
在该示出性示例中，电气飞行器101采取四轴飞行器102的形式。在该示出性示例中，四轴飞行器102是利用四组推进器升高和推进的飞行器的类型。在该示出性示例中，“组”包括一个或多个组件。因此，推进器组包括一个或多个推进器。
如所示的，四轴飞行器102使用电气推进系统104来飞行并且在电气飞行器环境100中执行不同操作。例如，四轴飞行器102可以执行用于监视任务的操作。用于监视任务的操作可以包括生成包括建筑物106的对象的图像。这些图像可以是静态图像、视频或其某种组合。
另外，监视任务还可以包括生成道路108上的交通的图像。例如，四轴飞行器102可以生成在道路108上移动的车辆110的图像。
在这些示出性示例中，四轴飞行器102被构造为飞行达所选择的时间段。四轴飞行器102的飞行时间是基于四轴飞行器102中的电源的容量以及其所要求的性能级别。在该示出性示例中，性能级别可以包括根据需要执行任务所需的能量级别。结果，四轴飞行器102可以在某时间段之后返回到再充电位置112以对四轴飞行器102的电源进行再充电。例如，四轴飞行器102可以返回到再充电地点112来对四轴飞行器102的电池系统进行再充电。
在一些情况下，可以想要的是，延长四轴飞行器102的任务时间。换言之，可以想要使用允许四轴飞行器102飞行更长时间段的能量的量，生成关于电气飞行器环境100的更多信息，执行额外的操作或者其某种组合。
四轴飞行器102的任务时间可以以各种不同的方式来延长。例如，四轴飞行器102可以在执行任务期间停留在电气飞行器环境100中的结构上达一定时间段。
在一个示出性示例中，四轴飞行器102可以使用屋顶114作为有利位置，从而当处于屋顶114上时使用更少的电力来执行任务的一部分。例如，屋顶114可以是四轴飞行器102可以从其生成在道路108上移动的车辆110的图像而无需沿着道路108飞行的位置。以该方式，四轴飞行器102可以节省电池寿命并且延长任务时间。
在另一示出性示例中，四轴飞行器102可以通过使用能量采集系统来对电源进行再充电而延长任务时间。特别地，四轴飞行器102可以采用具有双重用途的能量采集系统。换言之，除了对电源进行再充电之外，能量采集系统可以执行另外的功能。
如该示例中所描述的，电气推进系统104还可以用作能量采集系统来对四轴飞行器102的电源进行再充电。用于四轴飞行器102的能量采集系统可以以各种不同的方式来激活。例如，四轴飞行器102可以降落在空调单元116上。
如所示的，从空调单元116流出的空气可以旋转推进器118以生成可以用于对四轴飞行器102中的电源进行再充电的电能。以该方式，电气推进系统104可以具有作为能量采集系统的额外目的，并且因此，在四轴飞行器102可以不需要单独的能量采集系统。结果，在这些示出性示例中，可以为四轴飞行器102减少重量、复杂性或其它因素中的至少一个。
此处，当短语“至少一个”被用于项目的列表，其表示可以使用列表中的一个或多个项目的不同组合，并且可能只需要列表中的每个项目中的一项。例如，“项目A、项目B和项目C中的至少一个”可包括但不限于项目A、项目A和项目B、或项目B。这个例子也可包括项目A、项目B、和项目C、或项目B和项目C。所述项目可以是特定的对象、事物或类型。换句话说，“至少一个”表示任何组合的项目和项目的数量都可以从列表中被使用但并不是列表中所有的项目都是需要的。
在另一示出性示例中，四轴飞行器102可以降落在另一结构上，该另一结构在围绕该结构的环境中具有适合的量的风。例如，四轴飞行器102可以降落在屋顶114上，从而其推进器面对相对的风向量的方向。该风然后可以用于对四轴飞行器102的电源进行再充电。
图1中示出的电气飞行器环境100仅意味着用于示出性实施方式的实施的示例。在另外的示出性示例中，除了四轴飞行器102之外或者作为四轴飞行器102的替代，可以使用一个或多个电气飞行器。
在另外的示例中，可以在除了建筑物106的位置之外的其它位置执行任务。例如，可以执行调查管线，获得关于森林火灾的信息的任务以及其它任何适合类型的任务。
现在参考图2，根据示出性实施方式示出了电气飞行器的框图。图1中的四轴飞行器102是图2中以框图形式示出的电气飞行器200的一个物理实施的示例。
在该示出性示例中，电气飞行器200包括多个组件。如所示出的，电气飞行器200包括机体202、电气推进系统204、能量采集系统206、电源208和控制器210。在不同的示出性示例中，除了所描绘的组件之外或者作为所描绘的组件的替代，电气飞行器200可以具有其它组件。
如所示的，机体202是电气飞行器200的机械结构。机体202可以选自下述中的至少一个：框架、机身或可以与电气飞行器200内的其它组件关联的一些其它物理结构。
当一个组件与另一组件“关联”时，该关联在所描述的示例中为物理关联。例如，第一组件可以被视为通过下述方式中的至少一种与第二组件物理地关联：紧固到第二组件、结合到第二组件、安装到第二组件、焊接到第二组件、固定到第二组件或以某种其它适合的方式连接到第二组件。第一组件也可以使用第三组件连接到第二组件。第一组件还可以被视为通过形成为第二组件的一部分、第二组件的延伸等等来与第二组件物理地关联。
如所示的，电气推进系统204包括推进器组212和电动机组214。如这里使用的，当参考项目使用时，“组”表示一个或多个项目。例如，推进器组212是一个或多个推进器。
在该示出性示例中，推进器组212与电动机组214物理地关联。电动机组214与机体202物理地关联。
电动机组214被构造为使推进器组212旋转并且移动电气飞行器200的机体202。通过电气推进系统204的电气飞行器200的移动可以是在地面上、在空中或者其组合。
在该示出性示例中，能量采集系统206也包括推进器组212和电动机组214。换言之，在该示出性示例中，推进器组212和电动机组214可以用作电器推进系统204或者能量采集系统206。
如所示的，电源208连接到电动机组214，从而电流在电源208与电动机组214之间流动。在该示出性示例中，电源208是电池系统209。在其它示出性示例中，电源208可以选自燃料电池和其它适合类型的可再充电电源中的一种。
电池系统209由电池组218和被构造为操作电池系统209的其它适合的组件构成。例如，在一些示出性示例中，电池系统209可以包括电池平衡单元，其被构造为监视电池系统209中的一个或多个电池的充电状态。在另外的示出性示例中，可以从电池系统209中省略该电池平衡电路。
在该描述的示例中，当推进器组212和电动机组214用作电气推进系统204时，电流216从电源208流向电动机组214。当推进器组212和电动机组214用作能量采集系统206以对电源208进行再充电时，电流216从电动机组214流向电源208。
在该示出性示例中，电源208的再充电可以采取寄生再充电的形式。当电流从电动机组214流向电源208时，电流216可以是可再生电流。
在该示出性示例中，寄生再充电是指从非传统的电源提取能量的处理。换言之，寄生再充电是源于其主要功能不是提供电力的源。例如，当能量采集系统206使用由于空调单元的排气导致的风中的机械能来对电源208进行充电时，该处理可以被称为寄生再充电。
在该示出性示例中，控制器210被构造为控制电气飞行器200的操作。如所示的，控制器210可以实施为软件、硬件、固件或其组合。当使用软件时，由控制器210执行的操作可以实施为被构造为在处理器单元上运行的程序代码。当使用固件时，由控制器210执行的操作可以实施为存储在永久存储器中以在处理器单元上运行的程序代码和数据。当采用硬件时，硬件可以包括进行操作以执行控制器210中的操作的电路。
在该示出性示例中，硬件可以采取下述形式：电路系统、集成电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件或被构造为执行多个操作的其它适合类型的硬件构造。利用可编程逻辑器件，装置可以被构造为执行多个操作，装置可以在以后进行重配置或者可以被永久地配置为执行多个操作。
可编程逻辑器件的示例包括例如可编程逻辑阵列、可编程阵列逻辑、现场可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列和其它适合的硬件装置。另外，处理可以在与无机组件集成的有机组件中并且可以整体地由不包括人类的有机组件构成。例如，处理可以实施为有机半导体中的电路。
在所示示例中，控制器210可以是脉宽调制控制器(IWMC)。在该描述示例中，脉宽调制控制器使用脉宽调制(IWM)控制直流(DC)的绕组中的电流。脉宽调制是数字算法方法，其提供具有“H”桥切换构造的马达绕组内的电流的四象限控制。在这些示出性示例中，该“H”桥还可以被称为逆变器。
在每个占空比内，反馈确定一个开关桥切换为开或关以提供想要的正极性或负极性电流的适合的时间。通过改变占空比，影响电流216的大小以将电流216驱动到更接近想要的电平。在另一示出性示例中，可以根据特定的实施使用其它类型的控制器用于控制器210。
在该描述的示例中，控制器210被构造为识别电动机组214的状态220。在这些示出性示例中，状态220可以是运行状态。例如，状态220可以选自下述中的一个：运行电动机组214、电动机组214再充电、待机或其它适合的状态。
控制器210还被构造为基于状态220识别电气推进系统204中用于电动机组214的再充电参数组222。如所示的，控制器210被构造为基于用于电气飞行器200的状态220使用再充电参数组222对电源208进行再充电以控制利用电动机组214对电源208的再充电。
在该示出性示例中，再充电参数组222可以采取各种形式。例如，再充电参数组222可以选自下述中的至少一个：针对电源208的总电流、来自电动机组214中的电动机224的电流、用于电动机224的电压或其它适合的参数。
如所示的，总电流是来自用于对电源208进行再充电的电动机组214的电流组的总和。换言之，从电动机组214生成的总电流形成了电流216。电动机组214中的每个电动机可以生成电流。
在该示出性示例中，对应于电动机组214中的每个电动机的电流的电平可以与其它电动机相同或不同。例如，第一电动机可以生成第一电流，而第二电动机可以生成不同于第一电流的第二电流。
在其它示例中，第一电流和第二电流可以基本上相同。在一些示出性示例中，在电动机组214中可以仅存在一个电动机。在该情况下，总电流(即，电流216)是由电动机224生成的电流。
在一些情况下，总电流可以被选择为小于或等于电源208的最大电流。该最大电流可以是最大允许电流。最大允许总电流的选择可以基于电源208的充电状态或者电源208的健康状态而随着时间改变。此外，用于最大允许总电流的值可以被选择为增加电源208的寿命，减少电源208的维修，或者其某种组合。可以为总电流选择更高的电流来对在更短的时间内对电源208进行充电，但是这会减少电源208的寿命。
如所示的，当再充电参数组222包括来自电动机组214中的电动机224的电流时，控制器210可以被配置为控制占空比226。在该示出性示例中，占空比226表示电动机224内的多个开关处于“启用”或“关闭”状态的时间的百分比。换言之，占空比226是电动机224内的多个开关被激活以将电流提供给电动机224的时间的量与考虑的总时间的比率。
在该示出性示例中，控制器210被构造为基于电气飞行器200的状态220响应于事件228识别用于电动机组214的再充电参数组222中的再充电参数。在示出性示例中，事件228选自下述中的至少一个：电气飞行器200进入再充电状态、一定时间段的流逝、电动机组214中的改变或其它适合的事件。
因此，电气飞行器200可以使用能量采集系统296对其自己进行再充电。能量采集系统206在没有向电气飞行器200的设计添加重量或复杂性的情况下操作。当电源208能够使用能量采集系统206进行再充电时，可以减少用于电气飞行器200的电源208的大小、重量和成本。
此外，利用能量采集系统206，与用于电气飞行器的一些构造相比，电气飞行器200可以运行更长时间段。电气飞行器200也可以执行更复杂的且更耗时的任务而无需返回到指定的再充电站。控制器210可以被构造为在任务期间原地从电气推进系统204切换到能量采集系统206以对电源208进行再充电。
图2中示出的电气飞行器200并不意味着表示对于可以实施示出性实施方式的方式的物理或架构上的限制。可以使用除了所示出的组件之外的其它组件或者可以使用其它组件来替代所示出的组件。而且，示出的块用于示出一些功能组件。当在示出性实施方式中实施时，这些块中的一个或多个可以组合、划分或组合并划分为不同的块。
例如，控制器210被示出为与机身202物理地关联。在一些示出性示例中，控制器210可以分布在超过一个位置。例如，控制器210的一部分可以与机身202物理地关联而控制器210的另一部分可以处于另一位置(例如，地面站、另一飞行器或者某种其它适合的位置)。利用该示例，可以在计算机系统211中实施控制器210的不同部分。计算机系统211可以包括通过诸如无线通信链路的通信介质彼此通信的一个或多个计算机。
作为另一示例，电气飞行器200可以采取不同于该图中示出的形式的形式。虽然参考图1中的四轴飞行器102描述了电气飞行器200的一个示例，但是电气飞行器200可以采取其它形式。例如，电气飞行器可以选自下述中的一个：固定翼飞机、旋翼飞机、直升机以及无人驾驶飞行器(UAV)以及一些其它适合类型的电气飞行器。
在另一示出性示例中，控制器210可以使用除了脉宽调制控制器之外的另外的类型的控制器来实施。例如，控制器210可以实施为脉冲宽度调制(PWM)控制器
在又一示出性示例中，除了电源208的再生再充电或者作为其替代，可以执行使用能量采集系统206的电源208的再充电。电源208的再生再充电可以在控制器210改变推进器组212的方向，减慢推进器组212旋转速率或上述情况某种组合时进行。换言之，电动机组214的制动可以用于再生地对电源208进行再充电。
接下来参考图3，根据示出性实施方式示出了用于电气飞行器的操作的状态机的框图。在该示出性示例中，状态机300示出了图2中的电气飞行器200可以进入以执行任务302的状态220。在该示出性示例中，用于电气飞行器200的状态220选自运行状态304和再充电状态306中的一个。
电气飞行器200在运行状态304开始。在一些示出性示例中，运行状态304可以被称为“监视”状态，或者其中图2中的电气推进系统204被激活的状态。当电气飞行器200的状态220是运行状态304时，电气飞行器200执行用于任务302的操作。这些操作可以包括例如下述中的至少一个：飞到某一位置、生成该位置处的目标的图像、在该位置掉落负载、对该位置处的目标开火、返回到基地或者其它适合的操作。在运行状态304，使用图2中的电动机组214来移动。
电气飞行器200可以通过将状态220改变为再充电状态306来增加任务302的持续时间。在该状态下，电气飞行器200可以使用图2中的能量采集系统206对电源208进行再充电。
当处于再充电状态306时，电气飞行器也可以执行用于任务302的操作。例如，当在地面上对电源208进行再充电时，电气飞行器200可以仍然生成图像并且执行在电气飞行器200不移动时可以执行的其它操作。
在对电源208进行再充电之后，用于电气飞行器200的状态机300可以返回到运行状态304。以该方式，电气飞行器200可以继续执行用于任务302的操作。在该示出性示例中，电气飞行器200可以在执行任务302期间在运行状态304与再充电状态306之间切换任意次数。
接下来参考图4，根据示出性实施方式示出了用于电动机系统的信息流的图。在该示出性示例中，控制器400与电源402和电动机组404关联。控制器400是图2中的控制器210的示例。电动机组404是图2中的电动机组214的示例。在该示出性示例中，控制器400、电源402和电动机组404彼此通信。
如所示的，控制器400是用于飞行器的飞行计算机。控制器400被体构造为接收命令406和信息408。
在该示出性示例中，命令406可以是自动驾驶命令、领航命令或其它适合类型的命令中的一种。在该示出性示例中，命令406是用于电动机组404的命令。例如，命令406可以指定用于电动机组404中的一个或多个的操作的每分钟转速(RPM)和推力命令。
如所示的，信息408是由各种监视系统为飞行器提供的信息。信息408可以采取各种不同的形式。例如，信息408可以采取关于飞行器的空速、海拔、取向或其它适合的信息的形式。在该示出性示例中，信息408可以由控制器400使用来控制电动机组404的操作。
在该示出示例中，电源402与控制器400通信。在该示出性示例中，电源402将充电状态410提供给控制器400。充电状态410可以是电源402中剩余的电量的水平。例如，当电源402是电池系统时，充电状态410可以是表示电池系统中的剩余电量的电池充电状态。
在该示出示例中，控制器400使用由电源402发送的充电状态410来确定电源402何时需要再充电。可以基于多个再充电参数来确定电源402是否需要再充电。例如，当电源402中剩余的点亮达到阈值或者电池端子的电压变为低于指定值时，控制器400可以将电动机组404的状态从运行状态切换为再充电状态。换言之，当充电状态410达到所选择的值时，电动机组404可以被置于再充电状态以对电源402进行再充电。
充电状态410还可以包括用于电源402的再生电流的最大量。例如，充电状态410可以识别由电动机组404发送回电源402的电流的最大允许值。在另一示例中，电源402和控制器400可以识别似的电源402被再充电到足以完成该任务的状态所需的电流。
在该示出示例中，电动机组404包括四个电动机。具体地，在该示出示例中，电动机组404包括电动机412、电动机414、电动机416和电动机418。电动机组404在处于运行状态时接收来自电源402的电流并且在处于再充电状态时将电流发送给电源402。
具体地，在运行状态，电动机412接收电流420，电动机414接收电流422，电动机416接收电流424，并且电动机418接收电流426。电流420、电流422、电流424和电流426可以在再充电状态期间在相反方向上流动。在一些示例中，根据具体的实施，在一个方向上流动的电流可以与在相反方向上流动的电流相同或不同。
在该示出示例中，控制器400将多个马达命令发送给电动机组404。例如，控制器400将马达命令428发送给电动机412，将马达命令430发送给电动机414，将马达命令432发送给电动机416，并且将马达命令434发送给电动机418。
在该示出性示例中，马达命令428、马达命令430、马达命令432和马达命令434可以选自下述中的至少一个：每分钟转速、推力、运行状态、再充电状态、切换频率、再生电压、再生电流或一些其它适合的命令。这些马达命令可以然后由电动机组404实施。
在该示出性示例中，电动机组404可以将反馈发送给控制器400。具体地，电动机412发送反馈436，电动机414发送反馈438，电动机416发送反馈440并且电动机418发送反馈442。反馈436、反馈438、反馈440和反馈442可以包括每分钟转速、再生电流或其它适合类型的反馈中的至少一个。在该示出性示例中，反馈436、反馈438、反馈440和反馈442可以由各电动机内的多个传感器生成。
在该示出示例中，反馈由控制器400处理并且用于调整发送给电动机组404的未来的命令。在一些情况下，反馈可以用作用于识别电动机组404中的一个中的问题的诊断工具。例如，反馈可以用于确定电动机组404中的一个是否如所需要的那样工作。
接下来参考图5，根据示出性实施方式示出了用于电动机系统的信息流的另一图。在该示出示例中，更详细地示出了图4的电动机412。
如所示的，电动机412包括马达控制器500、电压控制器502、逆变器(即，“H”桥)504以及电动机506。在该示出性示例中，马达控制器500被构造为从控制器400接收图4中所示的马达命令428。马达控制器500可以选自脉宽调制控制器、脉冲宽度调制控制器或其它适合类型的控制器。
马达控制器500将命令510发送给电压控制器502并且将命令517发送给逆变器504。电压控制器502可以是被构造为调节在运行状态施加到电动机412的电压以及在再充电状态期间施加到电源的电压的装置。例如，电压控制器502在处于充电状态时选择用于对电源402进行充电的适合的电压，从而电动机412可以以想要的方式对电源402进行充电。逆变器504被控制器以所命令的大小将电流提供回电源402。换言之，电压控制器502控制充电电压而逆变器504控制正提供给电源402的电流的大小。电压控制器502可以与所命令的电压无关地控制施加给电源402的电压，以便于为电源402提供想要的充电设置。
在该示出性示例中，命令510和/或命令517可以是用于将电动机412从运行状态切换到再充电状态或者从再充电状态切换到运行状态的命令。命令510和命令517可以被构造为使得电压控制器502和逆变器504中的一个或多个内的电路被置于启用状态以允许电流以想要的方式流动。
基于命令517，逆变器504可以发送或接收电流512。具体地，当电动机412处于运行状态时，逆变器504将电流512发送给马达506。当电动机412处于再冲电状态时，逆变器504从马达506接收电流512。在示出性示例中，马达506是电动机412的机械部分。
如所示的，电压控制器502和逆变器504分别为马达控制器500提供反馈514和反馈516。例如，反馈514可以包括从电动机412为电源402再生的电压。
以类似的方式，马达506为马达控制器500生成反馈518。反馈518可以包括流向马达506和从马达506流动的测量的电流、马达506的位置信息或其它适合类型的反馈。马达控制器500然后使用该反馈来向控制器400生成图4中所示的反馈436，基于来自控制器400的马达命令428进一步控制电动机412的操作，或者执行另外的适合类型的操作。
在该示出的示例中，虽然参考电动机412、电动机414、电动机416描述了电动机的组件，但是如这里所描述的，电动机418可以包括与电动机412类似的组件。在另外的示出性示例中，根据所涉及的功能，电动机组404中的一个或多个可以包括不同的组件。
接下来参考图6，根据示出性实施方式示出了用于处于运行状态的电动机的信息流的图。在该示出示例中，图4中的电动机412被示出为处于运行状态。该图中所示的电流流动可以是图3中在运行状态304期间的电流流动的一个示例。
如所示的，电源402向电动机412提供电流420，而控制器400将马达命令428发送给电动机412。在这些示出性示例中，可以以恒定电压来提供电流420。
在该示出示例中，电压控制器502接收电流420。马达控制器500接收马达命令428。马达控制器500然后生成电压控制命令600和电流控制命令602。
如所示的，电压控制命令600被构造为控制电压控制器502。电压控制器502被构造为在由电压控制命令600所命令的电压控制施加在逆变器504上的电压。输出电压604被施加在逆变器504上。基于电压控制器502的输出电压604和来自马达控制器500的电流控制命令602，输出电压606被施加到马达508。在这些示出示例中，以来自马达控制器500的所命令的电压和所命令的电流施加输出电压606。
在该示出示例中，马达506将该输出电压606转换为机械输出608。在这些示出示例中，该机械功率是输出轴功率。机械输出608引起飞行器的移动。例如，机械输出608可以旋转推进器610。以该方式，电动机组404中的电动机412和其它马达可以在处于运行状态时提供飞行器的移动。
现在参考图7，根据示出性实施方式描述了用于处于再冲电状态的电动机的信息流的图。在该示出示例中，图4中的电动机412被示出为处于再冲电状态。在该图中示出的电流流动可以是图3中再冲电状态306期间的电流流动的一个示例。
如所示的，控制器400已经命令马达控制器500将电动机412从运行状态切换到再冲电状态。在该示出示例中，可以从风能旋转推进器610生成机械功率700。机械功率700由马达506接收并且转换为电力。
如所示的，输出电压702被发送给逆变器504。逆变器504使用电流控制命令602来在想要的电流电平生成输出电压704。输出电压704然后被发送给电压控制器502。基于电压控制命令600，电压控制器502将电流420在所命令的级别的电压和电流发送回电源402以对电源402进行再冲电。
以该方式，电动机412提供想要级别的电流以对电源402进行再充电。以类似的方式，电动机414、电动机416和电动机418也可以提供电流以对电源402进行再冲电。
现在参考图8，根据示出性实施方式描述了电源和电流控制器的框图。在该示出性示例中，电源402采取电池800的形式。
在该示出性示例中，电源402包括电池平衡电路802和命令电流计算器804。电池平衡电路802被构造为平衡从电池800内的不同单元的充电以增加电池800的容量。电池平衡电路802还构造为针对不想要的过冲保护电池800内的单元。
在该示出性示例中，来自图4中的电动机组404中的每个马达的电流被发送给电池800。例如，在图4中，从电动机412发送第一电流801，从电动机414发送第二电流803，从电动机416发送第三电流805，并且从电动机418发送第四电流807。在这些示出性示例中，这些电流被用于对电池800进行再冲电。
如所示的，响应于接收到第一电流801、第二电流803、第三电流805和第四电流807中的一个或多个，电池充电状态806比从电池800发送给电池平衡电路802。电池充电状态806是当前时间用于电池800的充电状态。
在该示出性示例中，电池平衡电路802使用电池充电状态806来确定所命令的电流808和所命令的电压810。所命令的电流808是用于电动机组404中的一个或多个的操作的电流水平。通过电池800的电流需求来确定该电流。所命令的电压810是用于电动机组404中的一个或多个的操作的电压电平。通过电池800的电压需求来确定该电压。
如所示的，电池平衡电路802将所命令的电流808和所命令的电压810发送给命令电流计算器804。命令电流计算器804被构造为接收来自电动机组404的多个输入812，并且使用多个输入812来确定用于电动机组404中的每一个的想要水平的所命令的电流。
在该示出性示例中，多个输入812可以采取若干不同的形式。例如，多个输入812可以采取电压测量、电流测量、平均占空比、其组合以及来自电动机组404的其它类型的信息的形式。
在该示出示例中，命令电流计算器804分别从电动机412、电动机414、电动机416和电动机418接收平均占空比809、平均占空比811、平均占空比813和接收占空比822。平均占空比809、平均占空比811、平均占空比813和平均占空比822可以是在所选择的时间段上分别为电动机412、电动机414、电动机416和电动机418测量的占空比的平均值。
命令电流计算器804还分别从电动机412、电动机414、电动机416和电动机418接收电流814、电流815、电流816和电流817。在该示出性示例中，电流814、电流815、电流816和电流817可以分别是电动机412、电动机414、电动机416和电动机418的实际电流输出。
根据多个输入812，命令电流计算器804生成用于电动机412的命令电流818、用于电动机414的命令电流819、用于电动机416的命令电流820和用于电动机418的命令电流821。在该示出性示例中，命令电流计算器804位于控制器400中。在一些示出性示例中，命令电流计算器804可以位于电气飞行器内的不同组件中，位于电气飞行器的之外或其一些组合。
现在参考图9，根据示出性实施方式描述了用于计算命令电流的等式。在该示出示例中，等式900可以由图8中的命令电流计算器804使用来计算用于图4中的电动机组404的命令电流。
如所示的，等式900由命令电流计算器804使用来确定电动机组404中的每一个的有效电流(in/100％DC)，其中，infb是马达的测量电流，而DCnfb是马达的平均占空比。一旦对于电动机组404中的所有马达计算了有效电流，则这些有效电流可以输入到等式902中以确定总的有效电流(itot/100％DC)。
接下来，使用等式904确定命令电流incmd。在等式904中，icmd,tot是电动机组404的总命令电流。电动机组404中的每一个的命令电流与电动机组404中的每一个的测量电流成比例。以该方式，电动机组404的命令电流可以被确定为在运行状态和再充电状态中都以想要的方式操作电气飞行器。
接下来参考图10，根据示出性实施方式描述了用于电动机的电压控制器和逆变器的电路图。在该示出示例中，示出了用于电压控制器502和逆变器504的电路图。
在该示出性示例中，逆变器504与马达506内的线圈1000关联。马达控制器500被构造为控制针对线圈1000的电流从而使电动机412以想要的方式移动。
在该示出示例中，使用开关1002、电感器1004和二极管1006将电压控制器502与逆变器504物理地关联。开关1002被构造为开启和关闭以引导电流在电压控制器502与逆变器504之间的流动。在该示出性示例中，逆变器504然后将电流提供给线圈1000中的一个或多个。
如所示的，电感器1004和二极管1006被构造为向电压控制器502和逆变器504添加使得电流根据开关1002的位置而在两个方向上流动的能力。换言之，当电动机412的状态改变时，开关1002从开启位置切换为关闭位置。
例如，当电动机412处于运行状态时，开关1002关闭并且电流流向逆变器504和线圈1000以为电动机412提供推进。在这些示出性示例中，当电动机412处于再充电状态时，开关1002开启并且电流通过电感器1004和二极管1006流到电压控制器502以对电源进行再充电。
图11-图15示出了根据示出性实施方式的用于电动机的电压控制器和逆变器的电路图。具体地，图11-图15示出了在操作的各个阶段通过电动机412中的电压控制器502、逆变器504和马达412的电流流动。图11-图13示出了运行状态期间的电流流动，而图14和图15示出了再充电状态期间的电流。
参考图11，根据示出性实施方式描述了通过电压控制器的电流流动。在该示出示例中，电压控制器502包括开关1100，而逆变器504包括多个开关1108。开关1100包括开关1101、开关1102、开关1103和开关1105。
如所示的，开关1100中的开关1101和开关1102关闭从而电流流过电压控制器502。在该示出示例中，开关1002也关闭。电流1104可以被构造为对电感器1106进行“充电”。换言之，电感器1106可以暂时地将能量存储为磁场。用于线圈1000的多个开关1108在该示出示例中保持开启。
在图12中，根据示出性实施方式描述了通过电压控制器的电流流动。在该示出性示例中，开关1102关闭。电流1104流向电容器1200。电容器1200被构造为将能量存储在电场中。
如所示的，电容器1200的充电将改变多个开关1108上的电压以允许多个开关1108在想要的电压运行。通过控制电压控制器502中的开关1100的占空比，可以快速且自动地控制逆变器504上的电压。在该示出性示例中，控制开关1100的占空比将逆变器504上的电压驱动为用于电流控制的想要的操作电压。通常，该电压使得多个开关1108中的占空比以接近百分之百的占空比运行。占空比的百分比越高，系统的运行效率越高。因此，当多个开关1108以接近百分之百的占空比运行时，系统在最高效的运行模式下运行。
参考图13，根据示出性实施方式示出了电压控制器和逆变器。在该示出性示例中，来自电容器1200的电荷用于驱动逆变器504。具体地，由电容器1200提供电流1300。
当电容器1200提供电流1300时，电容器1200的电压开始降低。作为响应，马达控制器500将把额外的电流1104提供给电容器1200以保持逆变器504上的想要的电压。在该示出示例中，电流1300流向多个开关1108和线圈1000以提供用于电动机412的推进。
在图14中，根据示出实施方式描述了通过电压控制器和逆变器的反向电流流动。在该示出示例中，电动机412被构造为在再充电状态下操作以对电源402进行再充电。因此，在该示出性示例中，开关1002开启，使得电流通过电感器1004和二极管1006流向电压控制器502。
如所示的，来自线圈1000的电动势产生了驱动电流1400通过多个二极管1402的电压。电流经过电感器1004和二极管1006以对电压控制器502中的电容器1200进行充电。电容器1200上的电压被保持在充电电压。
在该阶段，由于开关1002开启，因此电流没有流向电源402。因此，电容器1002继续被充电，直到电容器1200达到想要的电压。
接下来参考图15，根据示出性实施方式描述了电压控制器和逆变器。在该示出示例中，电压控制器502中的开关1103现在关闭。
如所示的，电容器1200放电并且电流1500通过电压控制器502流回到电源402。以该方式，电压控制器502控制开关1100以允许电流1500在由电容器1200输出的电压流回到电源402。因此，可以在减少了对于电源402的损害的风险的情况下对电源402进行再充电。
图4-图15中所示的不同组件可以是如何能够实施图2和图3中以框图形式示出的组件的示出性示例。另外，图4-15中的组件中的一些可以与图2和图3中的组件组合，与图2和图3中的组件一起使用或者上述情况的组合。
例如，虽然参考四轴飞行器描述了电气飞行器200，但是电气飞行器200也可以是直升机。在该情况下，机械马达组件可以被替换为图2-图15中所示的电气马达组件。作为示例，可以利用电动机来驱动具有固定螺距尾桨的直升机。
在该示出性示例中，移除诸如驱动轴或变速箱的机械组件可以显著地降低制造直升机的复杂性、成本和重量。此外，当用电气组件替换机械组件时，可以减少或消除机械组件的故障点，增加马达系统的可靠性。
在该示出示例中，可以使用脉宽调制控制器来控制电动机，并且能量采集系统可以用于对直升机内的电源进行再充电。使用脉宽调制控制器允许直升机以可变速度运行。
在另外的示出性示例中，在图4中所示的电动机组404中可以存在多于四个的马达。例如，可以使用五个马达、十个马达、十五个马达或其它适合数目的马达来用于推进系统和能量采集系统。
现在参考图16，根据示出性示例描述了四象限控制。控制器210可以用于控制图2中的电气飞行器200的电动机224以在如图形1600中所示的四个象限中操作。控制器210被构造为在图形1600中所示的四个象限中的一个或多个中控制电动机224的操作。
如所示的，图形1600示出了扭矩和速度。X轴1602表示速度。Y轴1604表示扭矩。在该示出性示例中，示出了第一象限1606、第二象限1608、第三象限1610和第四象限1612。第一象限1606表示其中速度处于第一方向而扭矩处于第一方向的马达的加速。第二象限1608表示扭矩处于前进方向而速度处于反向方向的马达制动。第三象限1610表示扭矩处于第二方向并且速度处于第二方向的马达的加速。第四象限1612表示反向运行的马达的制动。在该象限中，速度处于前进方向而扭矩处于反向方向。
示出性示例中的不同的电动机可以被控制为在图16中描述的四个不同象限中的一个或多个中操作。例如，图2中的控制器210可以控制电动机224以在第一象限1606、第二象限1608、第三象限1610和第四象限1612中的一个或多个中操作。
接下来参考图17，根据示出性实施方式描述了用于控制电气飞行器的处理的流程图。图17中所示的处理可以在图2中的电气飞行器200中实施。具体地，可以在电气飞行器200中使用图2中的控制器210来实施不同操作中的一个或多个。
处理开始于识别电气飞行器的状态(操作1700)。例如，图2中的电气飞行器200的状态220可以由控制器210识别。在该示出性示例中，状态220可以是运行状态304或再充电状态306。
接下来，当状态是电气飞行器的再充电状态时，对于电动机组识别再充电参数组(操作1702)。例如，当电动机组214处于再充电状态306时，对于电动机组214识别再充电参数组222。在该示出示例中，电动机组214被构造为移动电气飞行器200。
然后使用再充电参数组来对电气飞行器的电源进行再充电以控制当电气飞行器处于再充电状态时利用电动机组对电源的再充电(操作1704)，并且终止其后的处理。在该示出性示例中，当电气飞行器200处于再充电状态306时，使用再充电参数组222对电气飞行器200的电源208进行再充电以控制利用电动机214对电源208的再充电。例如，在一个示出性示例中，可以使用再充电参数组222来对电池系统209进行再充电。
不同的示出实施方式中的流程图和框图示出了示出性实施方式中的设备和方法的一些可能实施方案的架构、功能和操作。在该方面，流程图或框图中的每个块可以表示模块、片段、功能和/或操作或步骤的一部分。
在示出性实施方式的一些替选实施方案中，块中示出的功能可以以除了图中所示的顺序之外的顺序来进行。例如，在一些情况下，根据所涉及的功能，连续示出的两个块可以基本上同时执行，或者这些块可以在某些情况下以相反顺序执行。而且，除了流程图或框图中示出的块之外，可以添加其它的块。
现在参考图18，根据示出性实施方式描述了框图形式的数据处理系统。数据处理系统可以用于在图2中的计算机系统211中实施一个或多个计算机。如所示的，数据处理系统1800包括通信框架1802，其提供了处理单元1804、存储装置1806、通信单元1808、输入/输出单元1810和显示器1812之间的通信。在一些情况下，通信框架1802可以实施为总线系统。
处理器单元1804被构造为执行软件的指令以执行多个操作。根据实施方案，处理器单元1804可以包括多个处理器、多处理器核心和/或其它类型的处理器。在一些情况下，处理器单元1804可以采取硬件单元的形式，例如，电路系统、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件或其它适合类型的硬件单元。
由处理器单元1804运行的用于操作系统、应用和/或程序的指令可以位于存储装置1806中。存储装置1806可以通过通信框架1802与处理器单元1804通信。如这里使用的，存储装置(也称为计算机可读存储装置)是能够暂时和/或永久地存储信息的任何硬件。该信息可以包括但不限于数据、程序代码和/或其它信息。
存储器1814和永久存储装置1816是存储装置1806的示例。存储器1814可以采取例如随机访问存储器或某种类型的易失性或非易失性存储装置的形式。永久存储装置1816可以包括任何数目的组件或装置。例如，永久存储装置1816可以包括硬盘驱动器、闪存、可覆写光盘、可覆写磁带或上述的某种组合。由永久存储装置1816使用的介质可以是或可以不是可移除的。
通信单元1808允许数据处理系统与其它数据处理系统和/或装置通信。通信单元1808可以使用物理和/或无线通信链路提供提供。
输入/输出单元1810允许从连接到数据处理系统1800的其它装置接收和向其输出。例如，输入/输出单元1810可以允许通过键盘、鼠标和/或其它类型的输入装置接收用户输入。作为另一示例，输入/输出单元1810可以允许将输出发送给连接到数据处理系统1800的打印机。
显示器1812被构造为将信息显示给用户。显示器1812可以包括例如但不限于监视器、触摸屏、激光显示器、全息显示器、虚拟显示装置和/或其它类型的显示装置。
在该示出性示例中，可以使用计算机实施指令由处理器单元1804来执行不同的示出实施方式的处理。这些指令可以被称为程序代码、计算机可使用程序代码或计算机可读程序代码并且可以由处理器单元1804中的一个或多个处理器读取和执行。
在这些示例中，程序代码1818以功能形式位于可选择性地移除的计算机可读介质1820上，并且可以被加载到或传输到数据处理系统1800以由处理器单元1804执行。程序代码1818和计算机可读介质1820一起形成了计算机程序产品1822。在该示出性示例中，计算机可读介质1820可以是计算机可读存储介质1824或计算机可读信号介质1826。
计算机可读存储介质1824是除了传播或发送程序代码1818之外的用于存储程序代码1818的物理或有形存储装置。计算机可读存储介质1824可以为例如但不限于连接到数据处理系统1800的永久存储装置或光盘或磁盘。
替选地，程序代码1818可以使用计算机可读信号介质1826传输到数据处理系统1800。计算机可读信号介质1826可以为例如包含程序代码1818的传播的数据信号。该数据信号可以是电磁信号、光学信号和/或能够在物理和/或无线通信链路上发送的其它类型的信号。
图18中示出的数据处理系统1800并不意味着表示对于可以实施示出性实施方式的方式的物理或架构上的限制。可以在包括除了为数据处理系统1800示出的组件之外的其它组件或者作为这些组件的替代的其它组件的数据处理系统中实施不同的示出性实施方式。此外，图18中所示的组件可以相对于所示的示出性示例进行各种变化。
参考图19中所示的飞行器制造和服务方法1900以及图20中所示的飞行器2000描述本公开的示出性实施方式。首先参考图19，根据示出性实施方式描述了飞行器制造和服务方法的框图。在预生产期间，飞行器制造和服务方法1900可以包括图20中的飞行器2000的规格和设计1902以及材料采购1904。
在生产期间，进行图20中的飞行器2000的组件和配件制造1906以及系统集成1908。之后，图20中的飞行器2000可以进行验收和交付1910以便于投入使用1912。当由顾客使用1912时，图20中的飞行器2000定期进行例行维护和服务1914，这可以包括修改、重配置、整修和其它维护和服务。
飞行器制造和服务方法1900的处理中的每一个可以由系统集成商、第三方和/或运营方来执行。在这些示例中，运营商可以是顾客。为了本申请的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数目的飞行器制造商和主要系统分包商；第三方可以包括但不限于任何数目的经销商、分包商和供货商；并且运营方可以包括航线、租赁公司、军方实体、服务组织等等。
现在参考图20，描述了其中可以实施示出性实施方式的飞行器的框图。在该示例中，飞行器2000由图19中的飞行器制造和服务方法1900生产并且可以包括具有多个系统2004和内部2006的机身2002。飞行器2000可以是根据示出性实施方式的电气飞行器。
系统2004的示例包括推进系统2008、电气系统2010、液压系统2012和环境系统2014中的一个或多个。可以包括任何数目的其它系统。虽然示出了航空示例，但是不同的示出性实施方式可以应用于其它工业，例如，汽车工业。这里实施的设备和方法可以在图19中的飞行器制造和服务方法1900的各阶段中的至少一个期间使用。
在一个示出性示例中，可以以在飞行器2000处于图19中的投入使用1912的状态时生产的组件或配件类似的方式制造图19中的飞行器制造和服务方法1900生产的组件或配件。作为又一示例，在图19中的组件和配件制造1906和系统集成1908的生产阶段期间利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。可以在飞行器处于图19中的投入使用1912期间和/或维护和服务1914期间利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。多个不同示出性实施方式的使用可以基本上促进飞行器2000的组装和/或减少成本。
具体地，可以在飞行器制造和服务方法1900的阶段中的任一阶段期间安装图2中的电动机224和电动机224内的组件。例如，但不限于，可以在飞行器制造和服务方法1900的组件和配件制造1906、系统集成1908、理性维护和服务1914或其它阶段中的至少一个阶段期间安装图2中的电动机224和电动机224内的组件。此外，可以在投入使用1912期间使用电气推进系统204、能量采集系统206和控制器210，从而以想要的方式控制飞行器2000。
因此，示出性实施方式提供了一种对电池系统进行再充电的方法和设备。在一个示出性示例中，设备包括控制器。所述控制器被构造为识别飞行器的状态并且识别用于多个电动机的再冲电参数组。多个电动机被构造为在飞行器处于再冲电状态时通过空气使飞行器移动。控制器被进一步构造为在飞行器处于再充电状态时使用再冲电参数组来对用于电气飞行器的电池系统进行再冲电以控制利用电动机组对电池系统的再冲电。
示出性实施方式使得能够在电气飞行器在使用时对于电气飞行器进行再充电。电气飞行器可以找到一个地方修正并且使用其推进系统作为能量采集系统来从风能产生能量，而不是返回基地。以该方式，可以对电气飞行器的电源进行再充电并且可以以比当前使用的电气飞行器更长的持续时间继续执行任务。此外，利用电压控制器和逆变器，可以在想要的电压和电流水平将电力提供回电源(例如，电池系统)，从而电源在再充电期间不容易损坏。
用于示出性实施方式的电路架构允许想要的级别的电流在两个方向上流动，而基本上没有增加用于制造电气飞行器的重量、复杂性、成本或其组合。另外，被构造为与电源和电动机组通信的控制器接收恒定反馈以辅助确定用于一个或多个电动机的继续操作的电流命令。结果，可以实现电动机的四象限控制以对电气飞行器进行推进和再充电。
为了例示和说明的目的，提供了对不同的说明性实施方式的描述，并且该描述不旨在穷举或者限制所公开的形式的实施方式。多种变型和变更对于本领域普通技术人员来说会是显而易见的。此外，不同的说明性实施方式相对于其它的期望实施方式可以提供不同的特征。所选实施方式或多个实施方式是为了最好地解释该实施方式的原理、实际应用从而使得本领域普通技术人员能够理解具有适于所构想的实际用途的各种变型的各种实施方式而被选出和描述的。

Claims (12)

1.一种设备，所述设备包括：
控制器，所述控制器被构造为：
识别电气飞行器的状态；
识别电气推进系统中的电动机组的再冲电参数组，所述电气推进系统被构造为基于用于所述电气飞行器的所述电动机组的状态来使所述电气飞行器移动；以及
在所述电气飞行器处于再冲电状态时，使用所述再冲电参数组对用于所述电气飞行器的电源进行再冲电以控制利用所述电动机组对所述电源的再冲电。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述再冲电参数组包括针对所述电源的总电流、来自所述电动机组中的电动机的电流或者用于所述电动机的电压中的至少一个，并且其中，所述总电流小于或等于用于所述电源的最大电流。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述再冲电参数组包括来自所述电动机组中的电动机的电流，并且其中，所述控制器被构造为控制由所述电动机生成的电流的占空比以控制所述电流。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器被构造为响应于所述电气飞行器处于所述再冲电状态时的事件识别用于所述电动机组的所述再冲电参数组中的再冲电参数，并且其中，所述事件选自下述中的至少一个：所述电气飞行器进入所述再冲电状态、过去了某一时间段或者所述电动机组中的变化。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，用于所述电气飞行器的状态选自运行状态和所述再冲电状态中的一个。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器是脉宽调制控制器。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电气飞行器选自下述中的一个：固定翼飞机、直升机、旋翼飞机、四轴飞行器和无人驾驶飞行器。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电源选自电池系统和燃料电池中的一个。
9.一种控制电气飞行器的方法，所述方法包括：
识别所述电气飞行器的状态；
当所述状态是再冲电状态并且是所述电气飞行器的当前状态时，识别用于电动机组的再冲电参数组，其中，所述电动机组被构造为使所述电气飞行器移动；以及
在所述电气飞行器处于所述再冲电状态时，使用所述再冲电参数组来对用于所述电气飞行器的电源进行再冲电，以控制利用所述电动机组对所述电源的再冲电。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述再冲电参数组包括下述中的至少一个：针对所述电源的总电流、来自所述电动机组中的电动机的电流或者用于所述电动机的电压，并且其中，所述总电流小于或等于用于所述电源的最大电流。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述再冲电参数组包括来自所述电动机组中的电动机的电流，并且所述方法进一步包括：
控制由所述电动机生成的电流的占空比以控制所述电流。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述电源选自电池系统和燃料电池中的一个，并且其中，所述控制器被构造为响应于所述电气飞行器处于所述再冲电状态时的事件识别用于所述电动机组的所述再冲电参数组中的再冲电参数。
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