CN207218349U - 一种无人机用可移动式太阳能充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无人机用可移动式太阳能充电装置，包括：太阳能电池板、充电器、手推车、固定太阳能电池板的固定支架，充电器安装在手推车的底板上，充电器包括MPPT太阳能控制模块、升降压型DC/DC稳压模块、充电控制模块、电池组均衡模块、电池组监视模块、微处理器和与无人机电池组相适配的充电接头和平衡接口。本实用新型可直接利用太阳能给无人机蓄电池充电；能够均衡充电控制，均衡电池组中各个电池的特性，延长电池寿命和提高使用效率；实现了对电池电压电流及温度的监控，避免过冲，保证充电过程的安全；本实用新型具有移动便捷的优点，能够解决无人机在野外作业时的充电难题。

Description

一种无人机用可移动式太阳能充电装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能充电技术领域，尤其涉及一种无人机用可移动式太阳能充电装置。

背景技术

无人机，是利用无线电遥控设备和自备的飞行控制装置操纵的不载人飞机，目前在农业植保、航拍测绘等领域得到了广泛应用。按照无人机动力系统来源划分，目前主要分为电动无人机和油动无人机。由于成本、安全性、操控难易等方面的原因，民用的农业植保无人机，大都采用电动动力系统，动力电源主要采用锂电池供电。由于电池能量密度等电池技术的局限及载重平衡等综合考虑，无人机蓄电池的电池容量有限，同时因为植保无人机需携带较重的农药，植保无人机的续航时间一般在20分钟以内。在农田野外等现场作业场景中，一架无人机通常配备8-10组电池，飞手们需频繁更换电池，并寻找电源给放完电的电池充电。

但是在野外作业充电困难，是目前植保无人机的行业痛点之一。农田野外作业地块，通常离可充电电力系统有一定距离，甚至较大距离，很难找到可用的充电电源，即便找到可用充电电源，由于快速充电会缩短电池寿命，增加电池成本，为保护电池需采用恒流慢充的方式充电，因此充电时间较长，另外，锂电池充电时需有人看护，因此，这种充电办法需额外增加作业支持人手，在实际作业中也存在巨大的不便。这无疑增加了植保飞手的成本和时间、体力损耗，制约了植保无人机应用的成本降低和效益提升，不利于植保无人机推广。

为了解决无人机在野外作业时的充电难题，提高无人机野外作业时充电的便利性，可利用现有太阳能光伏发电技术，在野外给无人机蓄电池充电。而现有太阳能光伏发电装置，要么是大型固定式发电装置，不可移动，不适用于无人机野外工作的场景，要么是适用于给智能移动设备充电的微型装置，并不适用于给无人机充电。

申请号CN201220248207.7公开了“移动式太阳能车”，该装置提供了安装于推车的太阳能光伏板，但该装置充电电路不够完善，不能直接给无人机充电使用。因此，需要研制一种适用于无人机的移动便捷的野外充电装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种使用便捷，适用于无人机充电用且不缩短电池使用寿命的的无人机用可移动式太阳能充电装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种无人机用可移动式太阳能充电装置，包括：太阳能电池板、充电器、手推车、固定所述太阳能电池板的固定支架，所述固定支架安装在所述手推车上，所述手推车还包括底板，所述太阳能电池板位于所述底板的上方，所述充电器安装在所述底板上；

所述充电器包括外壳，所述外壳内安装有控制板，所述控制板上设有：

MPPT太阳能控制模块，与太阳能电池板电连接，实时检测太阳能电池板的发电电压，使所述太阳能电池板能以最大功率输出电源；

升降压型DC/DC稳压模块，与所述MPPT太阳能控制模块电连接，用于将所述MPPT太阳能控制模块输出的不稳定的电压转换为稳定的电压输出；

充电控制模块，所述充电控制模块的输入端与所述升降压型DC/DC稳压模块电连接，输出端与所述无人机的电池组电连接，用于为无人机充电；

电池组均衡模块，与所述无人机的电池组和充电控制模块电连接，用于均衡所述电池组中每节电池的充电电压；

电池组监视模块，与所述无人机的电池组电连接，用于检测所述电池组中每节电池的电压和电流；

微处理器，与充电控制模块和电池组监视模块电连接，用与接收监控数据以及发出控制指令；

所述外壳上安装有与所述无人机电池组的充电插头相适配的充电接头和平衡接口，所述充电接头与所述充电控制模块电连接，所述平衡接口与所述电池组均衡模块电连接。

作为优选的技术方案，所述电池组内部还安装有温度传感器，所述温度传感器与所述微处理器电连接。

作为优选的技术方案，所述太阳能电池板与所述充电器之间还电连接有用于控制所述充电器开启或关断的开关。

作为优选的技术方案，所述外壳的前面板上安装有显示屏，所述显示屏与微处理器电连接。

作为优选的技术方案，所述外壳的侧面安装有散热风扇。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用太阳能电池板给无人机蓄电池充电，由于设置了专用的充电器，无需其他器件和电路连接可直接利用太阳能给无人机蓄电池充电；充电器能够均衡充电控制，均衡电池组中各个电池的特性，延长了电池寿命和提高了使用效率；充电过程中实现了对电池电压电流及温度的监控，避免过冲，保证充电过程的安全；本实用新型具有移动便捷的优点，能够解决无人机在野外作业时的充电难题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例充电器的原理框图；

图中：1-太阳能电池板；2-充电器；3-手推车；31-滚轮；32-底板；4-固定支架。

具体实施方式

如图1所示，一种无人机用可移动式太阳能充电装置，包括：太阳能电池板1、充电器2、手推车3、固定太阳能电池板1的固定支架4，固定支架4安装在手推车3上，手推车3的底部设有滚轮31，便于移动；手推车3还包括底板32，太阳能电池板1位于底板32的上方，充电器2安装在底板32上，在农田野外充电时，能够避免充电器2和电池组遭水浸、雨淋、烈日暴晒，保证充电环境的良好。

如图2所示，充电器包括外壳，外壳的前面板上安装有显示屏，外壳的侧面安装有散热风扇。

外壳内安装有控制板，控制板上设有：

MPPT太阳能控制模块，与太阳能电池板电连接，实时检测太阳能电池板的发电电压，追踪最大电压电流值，使太阳能电池板能以最大功率输出电源。

升降压型DC/DC稳压模块，与所述MPPT太阳能控制模块电连接，用于将所述MPPT太阳能控制模块输出的不稳定的电压转换为稳定的电压输出，由于太阳能光伏发电的输出电压与光照强度直接相关，通过升降压型DC/DC稳压器，可以实现将充电器的输出电压稳定到所需电压。

充电控制模块，充电控制模块的输入端与升降压型DC/DC稳压模块电连接，输出端与无人机的电池组电连接，用于为无人机充电。

电池组均衡模块，与所述无人机的电池组和充电控制模块电连接，用于均衡电池组中每节电池的充电电压。电池组均衡模块可实现多节串联电池的双向同步主动平衡。植保无人机采用多节串联电池的电池组供电，若不采用均衡控制，充放电时，电池组的所有单节电池，都在相同的充电电流和放电电流下工作，充电时，其中部分单节电池会先于其他电池达到充满电的最大限制，此时若继续充电，会导致最早充满电的电池的电压继续上升，出现过冲现象，若于此时停止充电，其他没有充满电的单节电池也会停止充电，出现未充满的现象，随着充放电循环的增加，各单体电池电压逐渐分化，电池组使用寿命将大大缩短。

电池组监视模块，与无人机的电池组电连接，用于检测电池组中每节电池的电压和电流。

微处理器，与充电控制模块和电池组监视模块电连接，用与接收监控数据以及向外发出控制指令，微处理器接收电池组监视模块发送的电压电流等状态参数，接收充电控制模块反馈的充电状态参数，控制充电控制模块开启/停止充电。

显示屏与微处理器电连接，充电时将电池的电压电流等状态参数传输给所述显示屏显示；当电池充满时，接收充电控制模块反馈，指令显示屏显示充电已满的状态。

外壳上安装有与无人机电池组的充电插头相适配的充电接头和平衡接口，充电接头与充电控制模块电连接，平衡接口与电池组均衡模块电连接。

电池组内部还安装有温度传感器，温度传感器与微处理器电连接，温度传感器测量充电电池组的温度，将温度参数传输给微处理器，微处理器判断电池组温度参数是否处于合理区间，如果温度参数过高，电池过热，微处理器将控制充电控制器停止充电，起到充电安全和保护电池的作用。

太阳能电池板与充电器之间还电连接有用于控制充电器开启或关断的开关。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种无人机用可移动式太阳能充电装置，其特征在于，包括：太阳能电池板、充电器、手推车、固定所述太阳能电池板的固定支架，所述固定支架安装在所述手推车上，所述手推车还包括底板，所述太阳能电池板位于所述底板的上方，所述充电器安装在所述底板上；

所述充电器包括外壳，所述外壳内安装有控制板，所述控制板上设有：

MPPT太阳能控制模块，与太阳能电池板电连接，实时检测太阳能电池板的发电电压，使所述太阳能电池板能以最大功率输出电源；

升降压型DC/DC稳压模块，与所述MPPT太阳能控制模块电连接，用于将所述MPPT太阳能控制模块输出的不稳定的电压转换为稳定的电压输出；

充电控制模块，所述充电控制模块的输入端与所述升降压型DC/DC稳压模块电连接，输出端与所述无人机的电池组电连接，用于为无人机充电；

电池组均衡模块，与所述无人机的电池组和充电控制模块电连接，用于均衡所述电池组中每节电池的充电电压；

电池组监视模块，与所述无人机的电池组电连接，用于检测所述电池组中每节电池的电压和电流；

微处理器，与充电控制模块和电池组监视模块电连接，用与接收监控数据以及发出控制指令；

所述外壳上安装有与所述无人机电池组的充电插头相适配的充电接头和平衡接口，所述充电接头与所述充电控制模块电连接，所述平衡接口与所述电池组均衡模块电连接。

2.如权利要求1所述的无人机用可移动式太阳能充电装置，其特征在于：所述电池组内部还安装有温度传感器，所述温度传感器与所述微处理器电连接。

3.如权利要求1所述的无人机用可移动式太阳能充电装置，其特征在于：所述太阳能电池板与所述充电器之间还电连接有用于控制所述充电器开启或关断的开关。

4.如权利要求1所述的无人机用可移动式太阳能充电装置，其特征在于：所述外壳的前面板上安装有显示屏，所述显示屏与微处理器电连接。

5.如权利要求1所述的无人机用可移动式太阳能充电装置，其特征在于：所述外壳的侧面安装有散热风扇。