CN207683759U - 一种临近空间浮空器及其能源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及临近空间浮空器技术领域，公开了一种临近空间浮空器及其能源系统。本实用新型通过在临近空间浮空器的能源系统中增加第一开关单元，使得当设置在囊体上的第一供电单元发生故障而无法为第一用电设备进行供电时，可以通过第一开关单元导通第二供电单元与第一用电设备之间的供电链路，进而通过设置在吊舱上的第二供电单元为第一用电设备进行供电，从而保证了在囊体上的第一供电单元发生故障时囊体上的第一用电设备依然能够正常工作，提高了能源系统的可靠性以及临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性。

Description

一种临近空间浮空器及其能源系统

技术领域

本实用新型涉及临近空间浮空器技术领域，尤其涉及一种临近空间浮空器及其能源系统。

背景技术

临近空间是指距离地面20～100公里的空域，该空域处于人们通常所说的“天空”和“太空”之间。临近空间浮空器是指可依靠浮力在临近空间内长时间飞行的飞行器。现有的临近空间浮空器通常包括囊体以及挂接在囊体下方的吊舱，且在囊体顶部以及吊舱内均设置有用电设备。为了保证设置于囊体顶部以及设置在吊舱内的用电设备均能正常工作，现有的临近空间浮空器配置有包括囊体供电装置和吊舱供电装置的能源系统，囊体供电装置和吊舱供电装置分别用于为设置于囊体顶部的用电设备以及设置于吊舱内的供电设备进行供电。

然而，采用现有的临近空间浮空器的能源系统，当囊体供电装置发生故障时，设置于囊体上的用电设备便无法正常工作；当吊舱供电装置发生故障时，设置于吊舱内的用电设备便无法正常工作，从而无法保证临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种临近空间浮空器及其能源系统，旨在解决现有的临近空间浮空器的能源系统所存在的可靠性较差，无法保证临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种临近空间浮空器的能源系统，包括为设置在所述临近空间浮空器的囊体上的第一用电设备进行供电的第一供电单元，以及为设置在所述临近空间浮空器的吊舱上的第二用电设备进行供电的第二供电单元，所述能源系统还包括：

第一开关单元，所述第一开关单元的第一端与所述第一用电设备的第二电源输入端连接，所述第一开关单元的第二端与所述第二供电单元的输出端共接于所述第二用电设备的电源输入端，所述第一开关单元根据控制信号对所述第二供电单元与所述第一用电设备之间的供电链路进行通断控制；

控制单元，所述控制单元的第一控制端与所述第一开关单元的受控端连接，所述控制单元在所述第一供电单元发生故障时，输出用于控制所述第一开关单元导通的第一控制信号，以及在所述第一供电单元正常时，输出用于控制所述第一开关单元关断的第二控制信号。

进一步的，所述第一供电单元的输出端与所述第一用电设备的第一电源输入端连接；所述第一供电单元包括：

第一主电源；

第二开关单元，所述第二开关单元的第一端与所述第一主电源的输出端连接，所述第二开关单元的第二端为所述第一供电单元的输出端，所述第二开关单元的受控端与所述控制单元的第二控制端连接，所述第二开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第一主电源与所述第一用电设备之间的第一主供电链路进行通断控制；

第一备用电源；

第三开关单元，所述第三开关单元的第一端与所述第一备用电源的输出端连接，所述第三开关单元的第二端为所述第一供电单元的输出端，所述第三开关单元的受控端与所述控制单元的第三控制端连接，所述第三开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第一备用电源与所述第一用电设备之间的第一备用供电链路进行通断控制。

进一步的，所述第二供电单元包括：

第二主电源；

第四开关单元，所述第四开关单元的第一端与所述第二主电源的输出端连接，所述第四开关单元的第二端为所述第二供电单元的输出端，所述第四开关单元的受控端与所述控制单元的第四控制端连接，所述第四开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第二主电源与所述第二用电设备之间的第二主供电链路进行通断控制；

第二备用电源；

第五开关单元，所述第五开关单元的第一端与所述第二备用电源的输出端连接，所述第五开关单元的第二端为所述第二供电单元的输出端，所述第五开关单元的受控端与所述控制单元的第五控制端连接，所述第五开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第二备用电源与所述第二用电设备之间的第二备用供电链路进行通断控制。

进一步的，所述能源系统还包括：

第六开关单元，所述第六开关单元与所述第一开关单元并联，所述第六开关单元的受控端与所述控制单元的第六控制端连接，所述第六开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第二供电单元与所述第一用电设备之间的供电链路进行通断控制。

进一步的，所述第一供电单元还包括：

第七开关单元，所述第七开关单元与所述第二开关单元并联，所述第七开关单元的受控端与所述控制单元的第七控制端连接，所述第七开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第一主电源与所述第一用电设备之间的第一主供电链路进行通断控制。

进一步的，所述第一供电单元还包括：

第八开关单元，所述第八开关单元与所述第三开关单元并联，所述第八开关单元的受控端与所述控制单元的第八控制端连接，所述第八开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第一备用电源与所述第一用电设备之间的第一备用供电链路进行通断控制。

进一步的，所述第二供电单元还包括：

第九开关单元，所述第九开关单元与所述第四开关单元并联，所述第九开关单元的受控端与所述控制单元的第九控制端连接，所述第九开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第二主电源与所述第二用电设备之间的第二主供电链路进行通断控制。

进一步的，所述第二供电单元还包括：

第十开关单元，所述第十开关单元与所述第五开关单元并联，所述第十开关单元的受控端与所述控制单元的第十控制端连接，所述第十开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第二备用电源与所述第二用电设备之间的第二备用供电链路进行通断控制。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种临近空间浮空器，包括设置在所述临近空间浮空器的囊体上的第一用电设备以及设置在所述临近空间浮空器的吊舱上的第二用电设备，所述临近空间浮空器还包括上述第一方面所述的临近空间浮空器的能源系统。

本实用新型实施例通过在临近空间浮空器的能源系统中增加第一开关单元，使得当设置在囊体上的第一供电单元发生故障而无法为第一用电设备进行供电时，可以通过第一开关单元导通第二供电单元与第一用电设备之间的供电链路，进而通过设置在吊舱上的第二供电单元为第一用电设备进行供电，从而保证了在囊体上的第一供电单元发生故障时囊体上的第一用电设备依然能够正常工作，提高了能源系统的可靠性以及临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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是本实用新型第一实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图；

图2是本实用新型第二实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图；

图3是本实用新型第三实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图；

图4是本实用新型第四实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图；

图5是本实用新型第五实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图；

图6是本实用新型第六实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图；

图7是本实用新型第七实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图；

图8是本实用新型第八实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图；

图9是本实用新型第九实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

在通过具体实施例对本实用新型所述的方案进行详细阐述之前，需要说明的是，在本实用新型的所有实施例中，临近空间浮空器包括囊体以及挂接在囊体下方的吊舱。囊体顶部以及吊舱内均设置有用电设备。临近空间浮空器配置有用于为设置于囊体顶部及设置于吊舱内的用电设备进行供电的能源系统。

第一实施例：

请参阅图1，图1是本实用新型第一实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图。如图1所示，一种临近空间浮空器的能源系统1，包括为设置在临近空间浮空器的囊体上的第一用电设备2进行供电的第一供电单元10，以及为设置在临近空间浮空器的吊舱上的第二用电设备3进行供电的第二供电单元20。具体的，第一供电单元10的输出端与第一用设备2的第一电源输入端连接，第二供电单元20的输出端与第二用电设备3的电源输入端连接。

能源系统1还包括第一开关单元30和控制单元40。

第一开关单元30的第一端与第一用电设备2的第二电源输入端连接，第一开关单元30的第二端与第二供电单元20的输出端共接于第二用电设备3的电源输入端，第一开关单元30用于根据控制信号对第二供电单元20与第一用电设备2之间的供电链路进行通断控制。

控制单元40的第一控制端与第一开关单元30的受控端连接，控制单元40在第一供电单元10发生故障时，输出用于控制第一开关单元30导通的第一控制信号，以及在第一供电单元10正常时，输出用于控制第一开关单元30关断的第二控制信号。

在本实施例中，在正常情况下，即在检测到第一供电单元10和第二供电单元20均能正常工作时，控制单元40向第一开关单元30输出用于控制第一开关单元30关断的第二控制信号。第一开关单元30在接收到第二控制信号时关断，此时，第二供电设备20与第一用电设备2之间的供电链路均处于断开状态，第一供电单元10为第一用电设备2进行供电，第二供电单元20为第二用电设备3进行供电。

当检测到第一供电单元10发生故障而无法向第一用电设备2进行供电时，控制单元40通过其第一控制端向第一开关单元30输出用于控制第一开关单元30导通的第一控制信号。第一开关单元30在接收到第一控制信号时导通，此时，第二供电单元20与第一用电设备2之间的供电链路导通，第二供电单元20可以同时为第一用电设备2和第二用电设备3进行供电。

在本实用新型一实施例中，控制单元40可以包括电源管理系统(BatteryManagement System，BMS)，BMS用于对第一供电单元10及第二供电单元20中的电源的工作状态进行动态监控，进而根据电源的工作状态判断第一供电单元10或第二供电单元20是否发生故障。

在本实用新型另一实施例中，BMS也可以设置于控制单元40外部，且与控制单元40连接。

在实际应用中，第一开关单元30具体可以是继电器、开关管或开关芯片等。开关管包括但不限于三极管、MOS管等。例如，若第一开关单元30是NPN型三极管，则控制单元40所输出的用于控制第一开关单元30导通的第一控制信号是高电平信号，控制单元40所输出的用于控制第一开关单元30关断的第二控制信号是低电平信号。

在实际应用例中，可以通过传输线缆将第一开关单元30与系统中的其他单元进行连接。

以上可以看出，本实施例通过在临近空间浮空器的能源系统中增加第一开关单元，使得当设置在囊体上的第一供电单元发生故障而无法为第一用电设备进行供电时，可以通过第一开关单元导通第二供电单元与第一用电设备之间的供电链路，进而通过设置在吊舱上的第二供电单元为第一用电设备进行供电，保证了在囊体上的第一供电单元发生故障时囊体上的第一用电设备依然能够正常工作，提高了能源系统的可靠性以及临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性。

第二实施例：

请参阅图2，图2是本实用新型第二实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图。如图2所示，相对于第一实施例，本实施例中的第一供电单元10具体包括：第一主电源101、第二开关单元102、第一备用电源103及第三开关单元104。

第二开关单元102的第一端与第一主电源101的输出端连接，第二开关单元102的第二端为第一供电单元10的输出端，第二开关单元102的受控端与控制单元40的第二控制端连接，第二开关单元102根据控制单元40输出的控制信号对第一主电源101与第一用电设备2之间的第一主供电链路进行通断控制。

第三开关单元104的第一端与第一备用电源103的输出端连接，第三开关单元104的第二端为第一供电单元10的输出端，第三开关单元104的受控端与控制单元40的第三控制端连接，第三开关单元104根据控制单元40输出的控制信号对第一备用电源103与第一用电设备2之间的第一备用供电链路进行通断控制。

具体的，在本实施例中，当检测到第一主电源101和第一备用电源103均能正常工作时，控制单元40通过其第二控制端向第二开关单元102输出用于控制第二开关单元102导通的第一控制信号，通过其第三控制端向第三开关单元103输出用于控制第三开关单元103关断的第二控制信号，且通过其第一控制端向第一开关单元30输出用于控制第一开关单元30关断的第二控制信号。第二开关单元102在接收到第一控制信号时导通，第三开关单元103和第一开关单元30在接收到第二控制信号时均关断，此时，第一主电源101与第一用电设备2之间的第一主供电链路导通，第一备用电源103与第一用电设备2之间的第一备用供电链路断开，第二供电单元20与第一用电设备2之间的供电链路断开，第一主电源101为第一用电设备2进行供电，第二供电单元20为第二用电设备3进行供电。

当仅检测到第一主电源101发生故障而无法向第一用电设备2进行供电时，控制单元40通过其第二控制端向第二开关单元102输出用于控制第二开关单元102关断的第二控制信号，通过其第三控制端向第三开关单元103输出用于控制第三开关单元103导通的第一控制信号，且通过其第一控制端向第一开关单元30输出用于控制第一开关单元30关断的第二控制信号。第二开关单元102和第一开关单元30在接收到第二控制信号时均关断，第三开关单元103在接收到第一控制信号时导通，此时，第一主电源101与第一用电设备2之间的第一主供电链路断开，第一备用电源103与第一用电设备2之间的第一备用供电链路导通，第二供电单元20与第一用电设备2之间的供电链路断开，第一备用电源103为第一用电设备2进行供电，第二供电单元20为第二用电设备3进行供电。

当检测到第一主电源101和第一备用电源103均发生故障而无法向第一用电设备2进行供电时，控制单元40通过其第二控制端向第二开关单元102输出用于控制第二开关单元102关断的第二控制信号，通过其第三控制端向第三开关单元103输出用于控制第三开关单元103关断的第二控制信号，且通过其第一控制端向第一开关单元30输出用于控制第一开关单元30导通的第一控制信号。第二开关单元102和第三开关单元103在接收到第二控制信号时均关断，第一开关单元30在接收到第一控制信号时导通，此时，第一主电源101与第一用电设备2之间的第一主供电链路以及第一备用电源103与第一用电设备2之间的第一备用供电链路均断开，第二供电单元20与第一用电设备2之间的供电链路导通，第二供电单元20同时为第一用电设备2和第二用电设备3进行供电。

在本实施例中，第一主电源101和第一备用电源103均可以是蓄电池。例如，第一主电源101和第一备用电源103均可以是锂离子电池。进一步的，由于第一供电单元10用于为设置在临近空间浮空器的囊体顶部的第一用电设备2进行供电，因此，第一主电源101和第一备用电源103均可以设置在体顶部，且为了节约能源，第一主电源101和第一备用电源103均可以是太阳能电池。

在本实施例中，第二开关单元102和第三开关单元104具体可以是继电器、开关管或开关芯片等。开关管包括但不限于三极管、MOS管等。

以上可以看出，本实施例通过在第一供电单元中设置第一备用电源，使得当第一供电单元中的第一主电源发生故障而无法为第一用电设备进行供电时，可以优先通过第一备用电源为第一用电设备进行供电；当第一主电源和第一备用电源均发生故障而无法为第一用电设备进行供电时，可以通过第二供电单元为第一用电设备进行供电，从而保证了在发生不同的电源故障时用电设备依然能够正常工作，提高了能源系统的可靠性以及临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性。

第三实施例：

请参阅图3，图3是本实用新型第三实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图。如图3所示，相对于第一实施例，本实施例中的第二供电单元20具体包括：第二主电源201、第四开关单元202、第二备用电源203及第五开关单元204。

第四开关单元202的第一端与第二主电源201的输出端连接，第四开关单元202的第二端为第二供电单元20的输出端，第四开关单元202的受控端与控制单元40的第四控制端连接，第四开关单元202根据控制单元40输出的控制信号对第二主电源201与第二用电设备3之间的第二主供电链路进行通断控制。

第五开关单元204的第一端与第二备用电源203的输出端连接，第五开关单元204的第二端为第二供电单元20的输出端，第五开关单元204的受控端与控制单元40的第五控制端连接，第五开关单元204根据控制单元40输出的控制信号对第二备用电源203与第二用电设备3之间的第二备用供电链路进行通断控制。

具体的，在本实施例中，当检测到第二主电源201和第二备用电源203均能正常工作时，控制单元40通过其第四控制端向第四开关单元202输出用于控制第四开关单元202导通的第一控制信号，通过其第五控制端向第五开关单元204输出用于控制第五开关单元204关断的第二控制信号。第四开关单元202在接收到第一控制信号时导通，第五开关单元204和第一开关单元30在接收到第二控制信号时均关断，此时，第二主电源201与第二用电设备3之间的第二主供电链路导通，第二备用电源203与第二用电设备3之间的第二备用供电链路断开，第二主电源201为第二用电设备3进行供电。

当仅检测到第二主电源201发生故障而无法向第二用电设备3进行供电时，控制单元40通过其第四控制端向第四开关单元202输出用于控制第四开关单元202关断的第二控制信号，通过其第五控制端向第五开关单元204输出用于控制第五开关单元204导通的第一控制信号。第四开关单元202在接收到第二控制信号时均关断，第五开关单元204在接收到第一控制信号时导通，此时，第二主电源201与第二用电设备3之间的第二主供电链路断开，第二备用电源203与第二用电设备3之间的第二备用供电链路导通，第二备用电源203为第二用电设备3进行供电。

在本实施例中，第二主电源201和第二备用电源203均可以是蓄电池。例如，第二主电源201和第二备用电源203均可以是锂离子电池。

在本实施例中，第四开关单元202和第五开关单元204具体可以是继电器、开关管或开关芯片等。开关管包括但不限于三极管、MOS管等。

以上可以看出，本实施例通过在第二供电单元中设置第二备用电源，使得当第二供电单元中的第二主电源发生故障而无法为第二用电设备进行供电时，可以通过第二备用电源为第二用电设备进行供电，从而保证了在吊舱内的第二主电源发生故障时第二用电设备依然能够正常工作，提高了能源系统的可靠性以及临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性。

第四实施例：

请参阅图4，图4是本实用新型第四实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图。如图4所示，相对于第二实施例，本实施例中的第二供电单元20具体包括：第二主电源201、第四开关单元202、第二备用电源203及第五开关单元204。

由于本实施例中的第二供电单元20的具体结构及工作原理均与第三实施例中的第二供电单元20相同，因此，具体请参阅第三实施例中的相关描述，此处不再赘述。

第五实施例：

请参阅图5，图5是本实用新型第五实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图。如图5所示，相对于第一实施例，本实施例中的能源系统还包括第六开关单元50。

第六开关单元50与第一开关单元30并联，第六开关单元50的受控端与控制单元40的第六控制端连接，第六开关单元50根据控制单元40输出的控制信号对第二供电单元20与第一用电设备2之间的供电链路进行通断控制。

在本实施例中，第六开关单元50作为第一开关单元30的冗余设计，当第一开关单元30发生故障而无法正常工作时，为了保证临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性，控制单元40可以通过控制第六开关单元50的导通或关断进而对第二供电单元20与第一用电设备2之间的供电链路进行通断控制。

具体的，第六开关单元50在接收到控制单元40输出的用于控制第六开关单元50导通的第一控制信号时导通，进而使第二供电单元20与第一用电设备2之间的供电链路导通；第六开关单元50在接收到控制单元40输出的用于控制第六开关单元50关断的第二控制信号时关断，进而使第二供电单元20与第一用电设备2之间的供电链路断开。

至于控制单元40何时控制第六开关单元50导通，何时控制第六开关单元50关断，还请参阅第一实施例至第四实施例中控制单元40对第一开关单元30进行控制时的相关描述，此处不再赘述。

在本实施例中，第六开关单元50具体可以是继电器、开关管或开关芯片等。开关管包括但不限于三极管、MOS管等。

以上可以看出，本实施例通过对第一开关单元进行冗余设计，使得在第一开关单元发生故障而无法正常工作时，可通过冗余设计的第六开关单元来替代第一开关单元继续进行工作，进一步提高了能源系统的可靠性以及临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性。

第六实施例：

请参阅图6，图6是本实用新型第六实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图。如图6所示，相对于第二实施例，本实施例中的第一供电单元10还包括第七开关单元105。

第七开关单元105与第二开关单元102并联，第七开关单元105的受控端与控制单元40的第七控制端连接，第七开关单元105根据控制单元40输出的控制信号对第一主电源101与第一用电设备2之间的第一主供电链路进行通断控制。

在本实施例中，第七开关单元105作为第二开关单元102的冗余设计，当第二开关单元102发生故障而无法正常工作时，为了保证临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性，控制单元40可以通过控制第七开关单元105的导通或关断进而对第一主电源101与第一用电设备2之间的第一主供电链路进行通断控制。

具体的，第七开关单元105在接收到控制单元40输出的用于控制第七开关单元105导通的第一控制信号时导通，进而使第一主电源101与第一用电设备2之间的第一主供电链路导通；第七开关单元105在接收到控制单元40输出的用于控制第七开关单元105关断的第二控制信号时关断，进而使第一主电源101与第一用电设备2之间的第一主供电链路断开。

至于控制单元40何时控制第七开关单元105导通，何时控制第七开关单元105关断，还请参阅第二实施例中控制单元40对第二开关单元102进行控制时的相关描述，此处不再赘述。

在本实施例中，第七开关单元105具体可以是继电器、开关管或开关芯片等。开关管包括但不限于三极管、MOS管等。

以上可以看出，本实施例通过对第二开关单元进行冗余设计，使得在第二开关单元发生故障而无法正常工作时，可通过冗余设计的第七开关单元来替代第二开关单元继续进行工作，进一步提高了能源系统的可靠性以及临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性。

第七实施例：

请参阅图7，图7是本实用新型第七实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图。如图7所示，相对于第二实施例，本实施例中的第一供电单元10还包括第八开关单元106。

第八开关单元106与第三开关单元104并联，第八开关单元106的受控端与控制单元40的第八控制端连接，第八开关单元106根据控制单元40输出的控制信号对第一备用电源103与第一用电设备2之间的第一备用供电链路进行通断控制。

在本实施例中，第八开关单元106作为第三开关单元104的冗余设计，当第三开关单元104发生故障而无法正常工作时，为了保证临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性，控制单元40可以通过控制第八开关单元106的导通或关断进而对第一备用电源103与第一用电设备2之间的第一备用供电链路进行通断控制。

具体的，第八开关单元106在接收到控制单元40输出的用于控制第八开关单元106导通的第一控制信号时导通，进而使第一备用电源103与第一用电设备2之间的第一备用供电链路导通；第八开关单元106在接收到控制单元40输出的用于控制第八开关单元106关断的第二控制信号时关断，进而使第一备用电源103与第一用电设备2之间的第一备用供电链路断开。

至于控制单元40何时控制第八开关单元106导通，何时控制第八开关单元106关断，还请参阅第二实施例中控制单元40对第三开关单元104进行控制时的相关描述，此处不再赘述。

在本实施例中，第八开关单元106具体可以是继电器、开关管或开关芯片等。开关管包括但不限于三极管、MOS管等。

以上可以看出，本实施例通过对第三开关单元进行冗余设计，使得在第三开关单元发生故障而无法正常工作时，可通过冗余设计的第八开关单元来替代第三开关单元继续进行工作，进一步提高了能源系统的可靠性以及临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性。

第八实施例：

请参阅图8，图8是本实用新型第八实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图。如图8所示，相对于第三实施例，本实施例中的第二供电单元20还包括第九开关单元205。

第九开关单元205与第四开关单元202并联，第九开关单元205的受控端与控制单元40的第九控制端连接，第九开关单元205根据控制单元40输出的控制信号对第二主电源201与第二用电设备3之间的第二主供电链路进行通断控制。

在本实施例中，第九开关单元205作为第四开关单元202的冗余设计，当第四开关单元202发生故障而无法正常工作时，为了保证临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性，控制单元40可以通过控制第九开关单元205的导通或关断进而对第二主电源201与第二用电设备3之间的第二主供电链路进行通断控制。

具体的，第九开关单元205在接收到控制单元40输出的用于控制第九开关单元205导通的第一控制信号时导通，进而使第二主电源201与第二用电设备3之间的第二主供电链路导通；第九开关单元205在接收到控制单元40输出的用于控制第九开关单元205关断的第二控制信号时关断，进而使第二主电源201与第二用电设备3之间的第二主供电链路断开。

至于控制单元40何时控制第九开关单元205导通，何时控制第九开关单元205关断，还请参阅第三实施例中控制单元40对第四开关单元202进行控制时的相关描述，此处不再赘述。

在本实施例中，第九开关单元205具体可以是继电器、开关管或开关芯片等。开关管包括但不限于三极管、MOS管等。

以上可以看出，本实施例通过对第四开关单元进行冗余设计，使得在第四开关单元发生故障而无法正常工作时，可通过冗余设计的第九开关单元来替代第四开关单元继续进行工作，进一步提高了能源系统的可靠性以及临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性。

第九实施例：

请参阅图9，图9是本实用新型第九实施例提供的一种临近空间浮空器的能源系统的结构示意图。如图9所示，相对于第三实施例，本实施例中的第二供电单元20还包括第十开关单元206。

第十开关单元206与第五开关单元204并联，第十开关单元206的受控端与控制单元40的第十控制端连接，第十开关单元206根据控制单元40输出的控制信号对第二备用电源203与第二用电设备3之间的第二备用供电链路进行通断控制。

在本实施例中，第十开关单元206作为第五开关单元204的冗余设计，当第五开关单元204发生故障而无法正常工作时，为了保证临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性，控制单元40可以通过控制第十开关单元206的导通或关断进而对第二备用电源203与第二用电设备3之间的第二备用供电链路进行通断控制。

具体的，第十开关单元206在接收到控制单元40输出的用于控制第十开关单元206导通的第一控制信号时导通，进而使第二备用电源203与第二用电设备3之间的第二备用供电链路导通；第十开关单元206在接收到控制单元40输出的用于控制第十开关单元206关断的第二控制信号时关断，进而使第二备用电源203与第二用电设备3之间的第二备用供电链路断开。

至于控制单元40何时控制第十开关单元206导通，何时控制第十开关单元206关断，还请参阅第三实施例中控制单元40对第五开关单元204进行控制时的相关描述，此处不再赘述。

在本实施例中，第十开关单元206具体可以是继电器、开关管或开关芯片等。开关管包括但不限于三极管、MOS管等。

以上可以看出，本实施例通过对第五开关单元进行冗余设计，使得在第五开关单元发生故障而无法正常工作时，可通过冗余设计的第十开关单元来替代第五开关单元继续进行工作，进一步提高了能源系统的可靠性以及临近空间浮空器在轨飞行时的稳定性。

本实用新型还提供了一种临近空间浮空器，该临近空间浮空器包括设置在临近空间浮空器的囊体上的第一用电设备2以及设置在临近空间浮空器的吊舱上的第二用电设备3，该临近空间浮空器还包括第一实施例至第九实施例中任一实施例所描述的临近空间浮空器的能源系统1。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种临近空间浮空器的能源系统，包括为设置在所述临近空间浮空器的囊体上的第一用电设备进行供电的第一供电单元，以及为设置在所述临近空间浮空器的吊舱上的第二用电设备进行供电的第二供电单元，其特征在于，所述能源系统还包括：

第一开关单元，所述第一开关单元的第一端与所述第一用电设备的第二电源输入端连接，所述第一开关单元的第二端与所述第二供电单元的输出端共接于所述第二用电设备的电源输入端，所述第一开关单元根据控制信号对所述第二供电单元与所述第一用电设备之间的供电链路进行通断控制；

控制单元，所述控制单元的第一控制端与所述第一开关单元的受控端连接，所述控制单元在所述第一供电单元发生故障时，输出用于控制所述第一开关单元导通的第一控制信号，以及在所述第一供电单元正常时，输出用于控制所述第一开关单元关断的第二控制信号。

2.根据权利要求1所述的能源系统，其特征在于，所述第一供电单元的输出端与所述第一用电设备的第一电源输入端连接；所述第一供电单元包括：

第一主电源；

第二开关单元，所述第二开关单元的第一端与所述第一主电源的输出端连接，所述第二开关单元的第二端为所述第一供电单元的输出端，所述第二开关单元的受控端与所述控制单元的第二控制端连接，所述第二开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第一主电源与所述第一用电设备之间的第一主供电链路进行通断控制；

第一备用电源；

第三开关单元，所述第三开关单元的第一端与所述第一备用电源的输出端连接，所述第三开关单元的第二端为所述第一供电单元的输出端，所述第三开关单元的受控端与所述控制单元的第三控制端连接，所述第三开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第一备用电源与所述第一用电设备之间的第一备用供电链路进行通断控制。

3.根据权利要求1或2所述的能源系统，其特征在于，所述第二供电单元包括：

第二主电源；

第四开关单元，所述第四开关单元的第一端与所述第二主电源的输出端连接，所述第四开关单元的第二端为所述第二供电单元的输出端，所述第四开关单元的受控端与所述控制单元的第四控制端连接，所述第四开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第二主电源与所述第二用电设备之间的第二主供电链路进行通断控制；

第二备用电源；

第五开关单元，所述第五开关单元的第一端与所述第二备用电源的输出端连接，所述第五开关单元的第二端为所述第二供电单元的输出端，所述第五开关单元的受控端与所述控制单元的第五控制端连接，所述第五开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第二备用电源与所述第二用电设备之间的第二备用供电链路进行通断控制。

4.根据权利要求1所述的能源系统，其特征在于，所述能源系统还包括：

第六开关单元，所述第六开关单元与所述第一开关单元并联，所述第六开关单元的受控端与所述控制单元的第六控制端连接，所述第六开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第二供电单元与所述第一用电设备之间的供电链路进行通断控制。

5.根据权利要求2所述的能源系统，其特征在于，所述第一供电单元还包括：

第七开关单元，所述第七开关单元与所述第二开关单元并联，所述第七开关单元的受控端与所述控制单元的第七控制端连接，所述第七开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第一主电源与所述第一用电设备之间的第一主供电链路进行通断控制。

6.根据权利要求2所述的能源系统，其特征在于，所述第一供电单元还包括：

第八开关单元，所述第八开关单元与所述第三开关单元并联，所述第八开关单元的受控端与所述控制单元的第八控制端连接，所述第八开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第一备用电源与所述第一用电设备之间的第一备用供电链路进行通断控制。

7.根据权利要求3所述的能源系统，其特征在于，所述第二供电单元还包括：

第九开关单元，所述第九开关单元与所述第四开关单元并联，所述第九开关单元的受控端与所述控制单元的第九控制端连接，所述第九开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第二主电源与所述第二用电设备之间的第二主供电链路进行通断控制。

8.根据权利要求3所述的能源系统，其特征在于，所述第二供电单元还包括：

第十开关单元，所述第十开关单元与所述第五开关单元并联，所述第十开关单元的受控端与所述控制单元的第十控制端连接，所述第十开关单元根据所述控制单元输出的控制信号对所述第二备用电源与所述第二用电设备之间的第二备用供电链路进行通断控制。

9.一种临近空间浮空器，包括设置在所述临近空间浮空器的囊体上的第一用电设备以及设置在所述临近空间浮空器的吊舱上的第二用电设备，其特征在于，所述临近空间浮空器还包括如权利要求1至8任一项所述的临近空间浮空器的能源系统。