CN108206559A - 用于系留无人机的供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于系留无人机的供电系统，其由地面供电电源、大电流高压抗拉航空电缆、机载降压电源组成主电源供电回路，由智能充电锂电池组组成应急供电回路。当主回路供电故障时，应急供电可提供一定时间的应急供电，保证系留无人机能安全返回地面。此发明能最大限度保证动力电源可靠运行，为系留无人机安全运行提供保障。

Description

用于系留无人机的供电系统
技术领域
本发明涉及系留无人机，更具体地，涉及用于系留无人机的供电系统。
背景技术
系留无人机是现今发展迅速的一种无人机。由于系留无人机的飞行和控制要求负载高电压和大电流，但大部分系留无人机本身并不配置有供电单元，或其供电单元的供电量非常小，因此，不能保证较长的飞行时间。
发明内容
本发明提供一种用于系留无人机的供电系统，包括地面供电电源，其包括电池组；机载降压装置；大电流高压抗拉电缆，其一端电连接至所述地面供电电源，另一端连接至机载降压装置，以将所述地面供电电源输出的电力传输至所述机载降压装置；其中，所述机载降压装置将所述地面供电电源提供的电力降压至所述系留无人机的电机电调的工作电压区间，所述地面供电电源、所述机载降压装置和所述大电流高压抗拉电缆形成主供电回路；所述供电系统进一步包括：机载应急供电电源，其为智能浮充电池，其通过隔离二极管与所述主供电回路电连接，所述主供电回路在为所述系留无人机供电的同时能够对所述机载应急供电电源进行在线浮充。
进一步地，所述智能浮充电池为智能锂电池。
进一步地，所述电池组包括至少100串16并方式组成的电池组以提供320V、80HA电源。
进一步地，所述电池组为锂电池组。
进一步地，所述锂电池组为磷酸铁锂电池组。
进一步地，所述供电系统进一步包括用于所述地面供电电源的电池组状态监测装置，其用于实时监测所述地面供电电源的工作电压、工作电流和工作温度中的至少一者。
进一步地，所述电池组状态监测装置包括报警装置，其经配置以在所述地面供电电源出现故障时发出报警信号。
进一步地，所述大电流高压抗拉电缆包括耐高温抗拉耐磨绝缘层和位于其外围的凯夫拉纤维，抗拉强度为至少80Kg。
进一步地，所述机载降压模块包括3个3KW的大功率DC/DC并联，组成一个50V稳压电源，输出额定电流可达180A，峰值电流300A。
进一步地，所述供电系统进一步包括切换单元，用于当所述地面供电电源发生故障时使所述机载应急供电电源自动对所述系留无人机进行充电，且当所述地面供电电源回复正常时切断所述机载应急供电电源对对所述系留无人机进行的充电。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的用于系留无人机的供电系统的示意图。
图2是根据本发明另一个实施例的用于系留无人机的供电系统的示意图。
具体实施方式
如图1和2所示，本发明提供一种用于系留无人机的供电系统，其包括：地面供电电源，其包括电池组40；机载降压装置10；大电流高压抗拉电缆30，其一端电连接至所述地面供电电源，另一端连接至机载降压装置10，以将所述地面供电电源输出的电力传输至所述机载降压装置10；其中，所述机载降压装置10将所述地面供电电源提供的电力降压至所述系留无人机的电机电调的工作电压区间，地面供电电源、机载降压装置10和大电流高压抗拉电缆30形成主供电回路。供电系统进一步包括：机载应急供电电源20，其为智能浮充电池，并进一步包括智能锂电池70，其通过隔离二极管（未示出）与所述主供电回路电连接，所述主供电回路在为所系留无人机（例如80）供电的同时能够对所述机载应急供电电源20进行在线浮充。
优选地，电池组40包括至少100串16并方式组成的电池组以提供320V、80HA电源。该电池优选为大型电动客车供电的动力电池，具有充放电次数高、电源稳定、衰减慢等特点，用作系留无人机动力电源可根据需求实现8-24小时供电。这样的电池组由充电单元50可避免油机发电机交直流转换环节，稳定可靠。由3个3KW的大功率DC/DC60并联，组成一个50V稳压电源，输出额定电流可达180A，峰值电流300A，能适应无人机各种剧烈的状态变化。
优选地，电池组40为锂电池组。更优选地，锂电池组为磷酸铁锂电池组。该电池组无需拆卸，由两个智能6S电池组组成，电压值48V,容量有无人机额定功率计算确定，电池组有智能管理电路，具有在线浮充功能，使用寿命可达2年。
供电系统进一步包括用于所述地面供电电源的电池组状态监测装置90，其用于实时监测所述地面供电电源或电池组工作电压、电流、温度等状态，确保无人机自身工作状况并及时作出相应的保护措施。
优选地，所述电池组状态监测装置包括报警装置（未示出），其经配置以在所述地面供电电源出现故障时发出报警信号。
在一个实施例中，大电流高压抗拉电缆30包括耐高温抗拉耐磨绝缘层和位于其外围的凯夫拉纤维，抗拉强度为至少80Kg。大电流高压抗拉电缆30设计耐压1000V，载流量12A，采用耐高温抗拉耐磨绝缘层，是保证电源系统安全的一个节点。
供电系统进一步包括切换单元，用于当所述地面供电电源发生故障时使所述机载应急供电电源自动对所述系留无人机进行充电，且当所述地面供电电源回复正常时切断所述机载应急供电电源对对所述系留无人机进行的充电。
通过高压抗拉电缆送至机载降压电源，降压电源降压至系留电机电调的工作电压区间，形成一条主电供电回路。应急备电回路采用智能锂电池，该电池不用拆卸，系留无人机正常工作时，可由主电源经隔离二极管在线浮充，当主电回路发生意外断电时，如地面电源故障，线缆故障，降压模块故障时，机载应急供电电源20经二极管给系留无人机及时供电，可保持一定时间的应急供电，保证系留无人机能安全返回地面。优选的，应急供电时间能够保证到达到3-10分钟。
磷酸铁锂电池组，体积小重量轻，可以充发电数千次，使用寿命长达八年，可随车移动适用于各种复杂环境，有若干块电池块串并联形成足够容量的电池容量和电压值。采用100串16并方式组成电池组，可形成320V80AH电源，可给3000W系留无人机提供10小时不间断电源，如实现更长时间供电，可并联更多电池组实现。

Claims (10)

1.一种用于系留无人机的供电系统，其特征在于，包括：
地面供电电源，其包括电池组；
机载降压装置；
大电流高压抗拉电缆，其一端电连接至所述地面供电电源，另一端连接至机载降压装置，以将所述地面供电电源输出的电力传输至所述机载降压装置；
其中，所述机载降压装置将所述地面供电电源提供的电力降压至所述系留无人机的电机电调的工作电压区间，所述地面供电电源、所述机载降压装置和所述大电流高压抗拉电缆形成主供电回路；
所述供电系统进一步包括：
机载应急供电电源，其为智能浮充电池，其通过隔离二极管与所述主供电回路电连接，所述主供电回路在为所述系留无人机供电的同时能够对所述机载应急供电电源进行在线浮充。
2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述智能浮充电池为智能锂电池。
3.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述电池组包括至少100串16并方式组成的电池组以提供320V、80HA电源。
4.根据权利要求3所述的供电系统，其特征在于，所述电池组为锂电池组。
5.根据权利要求4所述的供电系统，其特征在于，所述锂电池组为磷酸铁锂电池组。
6.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述供电系统进一步包括用于所述地面供电电源的电池组状态监测装置，其用于实时监测所述地面供电电源的工作电压、工作电流和工作温度中的至少一者。
7.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述电池组状态监测装置包括报警装置，其经配置以在所述地面供电电源出现故障时发出报警信号。
8.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述大电流高压抗拉电缆包括耐高温抗拉耐磨绝缘层和位于其外围的凯夫拉纤维，抗拉强度为至少80Kg。
9.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述机载降压模块包括3个3KW的大功率DC/DC并联，组成一个50V稳压电源，输出额定电流可达180A，峰值电流300A。
10.根据前述任一项权利要求所述的供电系统，其特征在于，所述供电系统进一步包括切换单元，用于当所述地面供电电源发生故障时使所述机载应急供电电源自动对所述系留无人机进行充电，且当所述地面供电电源回复正常时切断所述机载应急供电电源对对所述系留无人机进行的充电。
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