CN209080173U - 无人机混合动力系统 - Google Patents

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CN209080173U CN201820681416.8U CN201820681416U CN209080173U CN 209080173 U CN209080173 U CN 209080173U CN 201820681416 U CN201820681416 U CN 201820681416U CN 209080173 U CN209080173 U CN 209080173U
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曹双林
李伟
李骁
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Abstract

本实用新型提供一种无人机混合动力系统，用于为一无人机系统提供动力，所述无人机混合动力系统包括至少一燃料电池系统、至少一锂电池系统及至少一调节电路单元，其中所述调节电路单元的一端连接所述燃料电池系统，另一端连接所述无人机系统的动力源，所述锂电池系统的一端与所述调节电路单元连接，另一端与所述无人机系统的动力源连接。

Description

无人机混合动力系统
技术领域
本实用新型属于无人机动力系统领域，具体涉及一种基于燃料电池的无人机混合动力系统。
背景技术
固定翼无人机的特点是飞行时间长、机身长、质量重、体积大。它的起飞是其整个飞行过程中需要能量最大的时候。大多数的固定翼无人机都是通过跑道滑翔助跑起飞，这个起飞过程对起飞的场地有特殊的要求，这个要求就会限制固定翼无人机的应用场合。垂直起降的方式就可以让固定翼无人机能在很简单的平地就能起飞和降落。垂直起降需要它的动力系统提供非常大的能量。目前能够提供长航时，体积小重量轻的最好的动力源就是氢燃料电池。
现有技术中的固定翼无人机的动力系统是锂电池系统供电或者氢燃料电池或者氢氧燃料电池供电。而锂电池系统动力系统的续航能力是目前制约无人机发展的重大障碍，所以进行户外飞行不得不携带多块电池备用，因此会造成使用操作的诸多不便。此外，锂电池系统在固定翼无人机垂直起飞时能够提供很大的功率，但是在垂直起飞时就浪费了很大一部分能量且能量又得不到补充。燃料电池的动力系统的续航时间比较长，而中型固定翼无人机起飞时需要1800～4500W左右的功率，如果单独使用燃料电池为其提供动力，那么能够提供这种固定翼无人机起飞或降落的无人机混合动力系统重量重且体积大，固定翼无人机的机舱很难装得下。此外，固定翼无人机的螺旋桨产生的能量回馈会损毁燃料电池，只有把这部分的能量旁路掉才能保护燃料电池，但是被旁路掉的能源就被白白浪费了。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统，所述无人机混合动力系统用于一无人机系统，能够提高所述无人机系统的航行时间和续航能力，从而使所述无人机系统适应更高的飞行要求。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统，其中所述无人机混合动力系统能够在所述无人机系统进行垂直起降等需要大功率的瞬间为其提供动力，从而解决所述无人机系统在垂直起降等瞬间动力不足的问题。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统，其中所述无人机混合动力系统能够根据需求调节输出的电流和电压，从而提高所述无人机混合动力系统的适用范围。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统，其中所述无人机混合动力系统不仅具有供电功能，还具有充电功能，从而提高所述无人机混合动力系统的适用面。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统，其中所述无人机混合动力系统能够被所述无人机系统随时携带并根据实际情况进行充电或供电。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统，其中所述无人机混合动力系统能够为无人机系统提供200-5000W左右的动力。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统，其中所述无人机混合动力系统包括一燃料电池系统和一锂电池系统，所述燃料电池系统和所述锂电池系统能够根据所述无人机系统的具体需求进行选择性向所述无人机系统进行供电。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统，其中所述无人机混合动力系统能够为所述锂电池系统充电，从而进一步提高所述无人机混合动力系统的续航能力。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统，其中所述无人机混合动力系统能够在所述锂电池系统充电的同时保护所述燃料电池系统不被损坏。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统，其中所述无人机混合动力系统包括一调节电路单元，通过所述调节电路单元将所述燃料电池系统的功率调整为所述无人机系统的电机所需的功率。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统，其中所述调节电路单元中包括有至少一组调节组件，所述无人机混合动力系统通过所述调节组件的输出功率的大小选择为所述锂电池系统充电或者为所述无人机系统提供动力。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统，其中所述调节组件中包括一DC/DC模块，所述调节组件通过所述DC/DC模块为所述锂电池系统充电或者为所述无人机系统提供动力。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统，其中所述调节组件中进一步包括一防反电路，所述无人机混合动力系统通过所述防反电路保护所述燃料电池系统在所述锂电池系统充电的同时不被损坏。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统，其中所述无人机混合动力系统进一步包括一系统管理控制器，所述无人机混合动力系统通过所述系统管理控制器控制其输出的电压和电流。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统的控制方法，其中所述无人机混合动力系统的控制方法能够选择开启或关闭所述调节电路单元的数量。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统的控制方法，其中所述无人机混合动力系统的控制方法能够通过对所述无人机混合动力系统的输出电流(电压)的动态调整，防止过载时来保护所述燃料电池系统不被损坏。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统的控制方法，其中所述无人机混合动力系统的控制方法能够通过对所述无人机混合动力系统的输出电流(电压)的检测来保护所述燃料电池系统不被损坏。
本实用新型的一个目的在于提供一无人机混合动力系统的控制方法，其中所述无人机混合动力系统的控制方法通过对所述无人机混合动力系统的能量进行明确的计算管理，从而对所述无人机系统的航程做出更精确的控制。
换句话说，本实用新型提供一种无人机混合动力系统，用于为一无人机系统提供动力，所述无人机混合动力系统包括至少一燃料电池系统、至少一锂电池系统及至少一调节电路单元，其中所述调节电路单元的一端连接所述燃料电池系统，另一端连接所述无人机系统的动力源，所述锂电池系统的一端与所述调节电路单元连接，另一端与所述无人机系统的动力源连接。
在其中一些实施例中，其中所述无人机混合动力系统的输出电流和电压能够被调节。
在其中一些实施例中，其中所述无人机混合动力系统进一步包括一系统管理控制器，所述系统管理控制器分别于所述燃料电池系统的电压电流采样点、所述锂电池系统的电压电流采样点以及所述调节电路单元进行连接，所述无人机混合动力系统通过所述系统管理控制器调节其输出电流和电压。
在其中一些实施例中，其中所述调节电路单元包括至少一组调节组件，每组所述调节电路包括一DC/DC模块，所述无人机混合动力系统通过所述DC/DC 模块为所述锂电池系统充电。
在其中一些实施例中，其中所述调剂电路单元进一步包括一防反电路，所述 DC/DC模块的输出端与所述防反电路的输入端连接，所述防反电路连接于所述 DC/DC模块与所述无人机系统的动力源之间。
在其中一些实施例中，其中所述DC/DC模块为BUCK型电路、同步BUCK 型电路或者是BUCK-BOOST型电路。
在其中一些实施例中，其中所述防反电路包括至少一MOS管及一二极管控制器，所述MOS管内部包括至少一二极管，所述MOS管的S极设置于所述防反电路的输入端，所述MOS管的D极设置于所述防反电路的输出端，所述二极管控制器的输入端与所述MOS管的S极连接，所述二极管控制器的输出端与所述MOS管的D极连接，所述二极管控制器的驱动端与所述MOS管的G极连接。
在其中一些实施例中，其中所述MOS管为包括多个MOS管并联的MOS管组。
在其中一些实施例中，其中所述锂电池系统能够提供的动力范围为 200-5000W。
在其中一些实施例中，其中所述无人机的机型包括但不限于固定翼、旋转翼或多旋翼。
本实用新型进一步提供一无人机混合动力系统的控制方法，用于控制所述无人机混合动力系统，所述无人机混合动力系统的控制方法包括以下步骤：1001：设定所述燃料电池系统和所述锂电池系统的极限工作参数；1002：检测所述燃料电池系统和所述锂电池系统的工作参数；1003：所述系统管理控制器控制所述 DC/DC模块的开启数量。
在其中一些实施例中，所述步骤1001进一步包括以下步骤：10011：设定所述燃料电池系统发电单元的最低电压VFC-min；10012：设定所述锂电池系统的最低电压VLi-min；10013：设定所述锂电池系统的最高电压VLi-max；10014：设定所述锂电池系统的充电最高电流ILi-max。
在其中一些实施例中，所述步骤1002进一步包括以下步骤：10021：检测所述燃料电池系统的发电单元电压VFC；10022：检测燃料电池系统发电单元电流 IFC；10023：检测所述锂电池系统的电压VLi；10024：检测所述锂电池系统的充电电流ILi。
在其中一些实施例中，所述步骤1003进一步包括以下步骤：10031：所述系统管理控制器将所述燃料电池系统的发电单元电压VFC与所述燃料电池系统发电单元的最低电压VFC-min进行比较并根据比较结果控制所述调节组件的开启或关闭，并得到一第一输出值；10032：所述系统管理控制器将所述锂电池系统的电压VLi与所述锂电池系统的最高电压VLi-max及所述锂电池系统的最低电压 VLi-min分别进行比较，并根据比较结果控制所述调节组件的开启或关闭，并得到一第二输出值；10033：所述系统管理控制器将所述锂电池系统的充电电流ILi与所述锂电池系统的充电最高电流ILi-max进行比较并根据比较结果控制所述调节组件的开启或关闭，并得到一第三输出值；10034：将所述第一输出值、所述第二输出值及所述第三输出值进行比较，输出最小值。
在其中一些实施例中，其中所述步骤10031进一步包括以下步骤：100311：所述系统管理控制器将所述燃料电池系统的发电单元电压VFC与所述燃料电池系统发电单元的最低电压VFC-min进行比较；100312：若所述燃料电池系统的发电单元电压VFC<所述燃料电池系统发电单元的最低电压VFC-min，则所述系统管理控制器通过输出控制信号关闭一组或多组所述调节组件(1009121)；若所述燃料电池系统的发电单元电压VFC>所述燃料电池系统发电单元的最低电压 VFC-min，则所述系统管理控制器输出控制信号开启一组或多组所述调节组件 (1009122)；100313：确定所述第一输出值。
在其中一些实施例中，所述步骤10032进一步包括以下步骤：100321：所述系统管理控制器将所述锂电池系统的电压VLi与所述锂电池系统的最高电压 VLi-max进行比较；100322：若系统管理控制器将所述锂电池系统的电压VLi>所述锂电池系统的最高电压VLi-max，则所述系统管理控制器通过输出控制信号关闭一组或多组所述调节组件(1003221)；若系统管理控制器将所述锂电池系统的电压VLi<所述锂电池系统的最低电压VLi-min，则所述系统管理控制器通过输出信号开启一组或多组所述调节组件(1003222)。100323：确定所述第二输出值。
在其中一些实施例中，所述步骤10033进一步包括以下步骤：100331：所述系统管理控制器将所述锂电池系统的充电电流ILi与所述锂电池系统的充电最高电流ILi-max进行比较；100332：若所述锂电池系统的充电电流ILi与>所述锂电池系统的充电最高电流ILi-max，则所述系统管理控制器通过输出控制信号关闭一组或多组所述调节组件；100333：确定所述第三输出值。
附图说明
图1为本实用新型所述的无人机混合动力系统的第一实施例的结构框图。
图2为本实用新型所述的无人机混合动力系统的第一实施例的一优选实施方式的结构框图。
图3为本实用新型所述的无人机混合动力系统的第一实施例的另一优选实施方式的结构框图。
图4为本实用新型所述的防反电路的防反电路的结构示意图。
图5为本实用新型所述的BUCK型DC/DC模块的结构示意图。
图6为本实用新型所述的无人机混合动力系统的第一实施例的工作原理示意框图。
图7为本实用新型所述的无人机混合动力系统的控制方法的第一实施例的流程示意框图。
图8为本实用新型所述的无人机混合动力系统的控制方法的上述实施例的一优选实施方式的流程示意框图。
图9为本实用新型所述的无人机混合动力系统的控制方法的上述实施例的另一优选实施方式的流程示意框图。
图10为本实用新型所述的无人机混合动力系统的控制方法的上述实施例的再一优选实施方式的流程示意框图。
图11为本实用新型所述的无人机混合动力系统的控制方法的上述实施例的又一优选实施方式的流程示意框图。
图12为本实用新型所述的无人机混合动力系统的控制方法的上述实施例的进一步优选实施方式的流程示意框图。
图13为本实用新型所述的无人机混合动力系统的控制方法的上述实施例更进一步的优选实施方式的流程示意框图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
如1至图3所示，本实用新型提供一种无人机混合动力系统10，用于为一无人机系统动力源20提供动力，所述无人机混合动力系统10包括至少一燃料电池系统101、至少一锂电池系统102及至少一调节电路单元103，其中所述调节电路单元103的一端连接所述燃料电池系统101，所述调节电路单元103的另一端连接所述无人机系统的动力源20，所述锂电池系统102的一端与所述调节电路单元103连接，另一端与所述无人机系统的动力源20连接。
需要强调的是，在本实用新型所述的无人机混合动力系统10中，所述无人机系统的动力源20为无人机电机或电调20，本领域技术人员也可以根据本实用新型上述揭露的技术方案，采用其他动力来源作为所述无人机系统的动力源，只要采用了与本实用新型相同或近似的技术方案，解决了与本实用新型相同或近似的技术问题，并且达到了与本实用新型相同或近似的技术效果，都属于本实用新型的保护范围之内。
所述调节电路单元103连接于所述燃料电池系统101与所述无人机系统的电机/电调20之间，用于将所述燃料电池系统101的功率调整为所述无人机系统的电机/电调20所需的功率。所述锂电池系统102与所述无人机系统的电机/电调 20连接，一方面，所述无人机混合动力系统10能够在需要时为所述无人机系统的电机/电调20提供能量，另一方面，也可以将所述无人机系统在飞行时的螺旋桨转动时产生的能量进行回收，从而能够为所述锂电池系统102的能量进行补给。由于所述锂电池系统102与所述调节电路单元103连接，因此所述调节电路单元 103的输出功率高时，能够为所述锂电池系统102充电，当所述调节电路单元103 的输出功率不能够满足所述无人机系统的电机/电调20所需功率时，所述锂电池系统102开始为所述无人机系统的电机/电调20提供动力。
本实用新型所述的无人机混合动力系统10能够在所述无人机系统的飞行过程中动态调整所述无人机混合动力系统10的输出电流和电压。如图2所示，本实用新型所述的无人机混合动力系统10进一步包括一系统管理控制器104，所述系统管理控制器104分别于所述燃料电池系统101的电压电流采样点、所述锂电池系统102的电压电流采样点以及所述调节电路单元103进行连接，所述无人机混合动力系统10通过所述系统管理控制器104调节其输出电流和电压。
所述系统管理控制器104与所述燃料电池系统101的电压电流采样点连接能够获得所述燃料电池系统101的发电单元输出的电压和电流，所述系统管理控制器104与所述锂电池系统102的电压电流采样点连接能够获得所述锂电池系统 102的发电单元输出的电压和电流，所述系统管理控制器104与所述调节电路单元103连接，从而控制所述调节电路单元103为所述无人机系统的电机/电调20 输出功率。
如图2所示，所述调节电路单元103包括至少一组调节组件1031，每组所述调节组件1031包括一DC/DC模块10311和一防反电路10312，其中所述DC/DC 模块10311是指能够将一根固定的直流电压变换为可变的直流电压的模块，也称作直流斩波器，所述DC/DC模块10311的输出端与所述防反电路10312的输入端连接，且所述防反电路10312连接于所述DC/DC模块10311与所述无人机系统的电机/电调20之间，通过所述DC/DC模块10311为所述无人机系统的电机/ 电调20提供动力，且所述防反电路10312连接于所述DC/DC模块10311与所述锂电池系统102之间，从而防止所述锂电池系统102因向所述燃料电池系统101 的发电单元充电而导致所述燃料电池系统101损坏。其中所述DC/DC模块10311 的数量由所述燃料电池系统101的发电单元和所述无人机系统的电机/电调20所需的功率决定，当所述燃料电池系统101的发电单元的输出功率越大，需要连接的所述DC/DC模块10311就越多，即所述调节组件1031的数量就越多；反之，所述无人机系统的电机/电调20功率越小，所述锂电池系统102的充电电流就越大，需要连接的所述DC/DC模块10311就越少，即需要的所述调节组件1031 的数量就越少。
如图6所示，所述燃料电池系统101的发电单元包括一燃料电池电堆1011、一空气供给系统1012、一冷却系统1013、一燃料供给系统1014、一其他辅助原件1015、一燃料电池控制系统1016以及一排气通道1017，所述燃料电池系统 101的发电单元能够将燃料的化学能通过电化学反应转换为电能，并且工作在合理的区间。其中在本发明的该优选实施方式中，所述燃料电池控制系统1016与所述系统管理控制器104共用，本领域技术人员也可以将所述燃料电池控制系统 1016与所述系统管理控制器104分开，只要采用了与本发明相同或近似的技术方案，解决了与本发明相同或近似的技术问题，并且达到了与本发明相同或近似的技术效果，都属于本发明的保护范围之内，本发明的具体实施方式并不以此为限。
因此，如图6所示，本实用新型的工作原理为：通过所述系统管理控制器104 对所述燃料电池系统101的电压电流采样点和所述锂电池系统102的电压电流采样点的检测，控制所述调节电路单元103中的所述DC/DC模块10311的接通或断开，若所述调节电路单元103为接通，则所述燃料电池系统101的发电单元为所述无人机系统的电机/电调20供电；若所述调节电路单元103为断开状态，则通过所述锂电池系统102为所述无人机系统的电机/电调20提供动力供电。
当所述无人机系统的电机/电调20接收到动力之后，无人机系统的螺旋桨快速旋转，因此而产生的大量的能量就可以提供给所述锂电池系统102，从而为所述锂电池系统102进行充电，由所述锂电池系统102对所述无人机系统产生的能量进行回收并存储。因为所述防反电路10312的设置，所述无人机系统的螺旋桨产生的能量被阻断进入所述燃料电池系统101的发电单元，因此对所述无人机系统产生的能量进行回收的同时不会损毁所述燃料电池系统101。
再者，所述系统管理控制器104通过采集所述燃料电池系统101的发电单元输出的电压电流和所述锂电池系统102的发电单元输出的电压电流从而控制所述调节电路单元103中的所述调节组件1031的开启数量，从而控制所述DC/DC 模块10311给所述无人机系统的电机/电调20提供的输出功率。
相应地，如图7所示，本实用新型进一步提供一无人机混合动力系统的控制方法，用于控制所述无人机混合动力系统10，所述无人机混合动力系统的控制方法包括以下步骤：
1001：设定所述燃料电池系统101和所述锂电池系统102的极限工作参数；
1002：检测所述燃料电池系统101和所述锂电池系统102的工作参数；
1003：所述系统管理控制器104控制所述DC/DC模块10311的开启数量。
需要注意的是，所述步骤1001与所述步骤1002并无先后顺序之分。在所述步骤1003中，所述DC/DC模块10311的开启数量由所述步骤1001中的设定值与所述步骤1002中的监测值进行比较后得到。换句话说，在所述步骤1003中，所述系统管理控制器104是通过将所述步骤1001中的所述燃料电池系统101和所述锂电池系统102的极限工作参数与所述1002中所述燃料电池系统101和所述锂电池系统102的工作参数分别进行比对后决定所述DC/DC模块10311的开启数量。
作为本实用新型的一种优选，如图8所示，所述步骤1001进一步包括以下步骤：
10011：设定所述燃料电池系统101的发电单元的最低电压VFC-min；
10012：设定所述锂电池系统102的最低电压VLi-min；
10013：设定所述锂电池系统02的最高电压VLi-max；
10014：设定所述锂电池系统102的充电最高电流ILi-max。
相应地，如图9所示，所述步骤1002进一步包括以下步骤：
10021：检测所述燃料电池系统101的发电单元电压VFC；
10022：检测燃料电池系统101的发电单元电流IFC；
10023：检测所述锂电池系统102的电压VLi；
10024：检测所述锂电池系统102的充电电流ILi。
需要强调的是，所述步骤10011至所述步骤10014并无先后顺序之分，所述步骤10021至所述步骤10024也没有先后顺序之分。
在所述步骤10011至所述步骤10014中，所述燃料电池系统101的发电单元的最低电压VFC-min由所述燃料电池系统101的具体组成决定，所述锂电池系统 102的最低电压VLi-min、所述锂电池系统102的最高电压VLi-max及锂电池系统 102的充电最高电流ILi-max也是由所述锂电池系统102的具体组成决定。换句话说，不同的燃料电池系统101的发电单元的最低电压VFC-min是不同的，不同的锂电池系统102的最低电压VLi-min、最高电压VLi-max及充电最高电流ILi-max 也是不一样的。
详细而言，如图10所示，所述步骤1003进一步包括以下步骤：
10031：所述系统管理控制器104将所述燃料电池系统101的发电单元电压 VFC与所述燃料电池系统101的发电单元的最低电压VFC-min进行比较并根据比较结果控制所述调节组件的开启或关闭，并得到一第一输出值；
10032：所述系统管理控制器104将所述锂电池系统102的电压VLi与所述锂电池系统102的最高电压VLi-max及所述锂电池系统102的最低电压VLi-min分别进行比较，并根据比较结果控制所述调节组件1031的开启或关闭，并得到一第二输出值；
10033：所述系统管理控制器104将所述锂电池系统102的充电电流ILi与所述锂电池系统102的充电最高电流ILi-max进行比较并根据比较结果控制所述调节组件1031的开启或关闭，并得到一第三输出值；
10034：将所述第一输出值、所述第二输出值及所述第三输出值进行比较，输出最小值。
需要强调的是，所述步骤10031至所述步骤10033并无先后顺序之分，其中所述第一输出值为DC-DC-SET1，所述第二输出值为DC-DC-SET2，所述第三输出值为DC-DC-SET3。
作为本实用新型的一种优选，如图11所示，其中所述步骤10031进一步包括以下步骤：
100311：所述系统管理控制器104将所述燃料电池系统101的发电单元电压 VFC与所述燃料电池系统101的发电单元的最低电压VFC-min进行比较；
100312：若所述燃料电池系统101的发电单元电压VFC<所述燃料电池系统 101的发电单元的最低电压VFC-min，则所述系统管理控制器104通过输出控制信号关闭一组或多组所述调节组件1031(1009121)；若所述燃料电池系统101 的发电单元电压VFC>所述燃料电池系统101的发电单元的最低电压VFC-min，则所述系统管理控制器104输出控制信号开启一组或多组所述调节组件1031 (1009122)；
100313：确定所述第一输出值。
如图12所示，所述步骤10032进一步包括以下步骤：
100321：所述系统管理控制器104将所述锂电池系统102的电压VLi与所述锂电池系统102的最高电压VLi-max进行比较；
100322：若系统管理控制器104将所述锂电池系统102的电压VLi>所述锂电池系统102的最高电压VLi-max，则所述系统管理控制器104通过输出控制信号关闭一组或多组所述调节组件1031(1003221)；若系统管理控制器104将所述锂电池系统102的电压VLi<所述锂电池系统102的最低电压VLi-min，则所述系统管理控制器104通过输出信号开启一组或多组所述调节组件1031(1003222)。
100323：确定所述第二输出值。
相应地，如图13所示，所述步骤10033进一步包括以下步骤：
100331：所述系统管理控制器104将所述锂电池系统102的充电电流ILi与所述锂电池系统102的充电最高电流ILi-max进行比较；
100332：若所述锂电池系统102的充电电流ILi与>所述锂电池系统102的充电最高电流ILi-max，则所述系统管理控制器104通过输出控制信号关闭一组或多组所述调节组件1031；
100333：确定所述第三输出值。
在所述无人机混合动力系统的控制方法中，可以通过所述系统管理控制器 104对所述无人机混合动力系统10的输出电流和电压进行动态调整，也可以通过检测所述无人机混合动力系统10输出电流(电压)的变化，从而防止过载时所述燃料电池系统101被损坏。
此外，通过本实用新型所述的无人机混合动力系统的控制方法，还可以对所述无人机混合动力系统10的能量通过计算进行管理，从而对所述无人机系统的航程做出进一步的控制。
如图4所示，为本实用新型所述的防反电路，所述防反电路10312包括了一个或者多个MOS管并联的MOS管组103121，一个智能二极管控制器103122。如图4所示的电路，MOS管组103121由一个MOS管或者由多个MOS管并联组成，每个MOS管内部集成了二极管，防反电路10312的输入端与MOS管组103121的S极连接，防反电路10312输出端与MOS管组103121的D极连接；智能二极管控制器103122的输入端1031221与MOS管组103121的S端连接，智能二极管控制器103122的输出端1031222与MOS管组103121的D端连接, 智能二极管控制器103122的驱动端1031223与MOS管组103121的G极连接，智能二极管控制器103122为一款集成芯片，当输入电压高于输出电压一定值时，该芯片能够通过采样无人机系统的电机/电调20的电流来控制MOS管组103121 驱动电压的大小，使MOS管组103121两端电压小于等于芯片设定开通阈值，保证MOS管组103121的导通压降足够小，以减小损耗。当输出端电压高于输入端电压时，该芯片可以在极短的时间内关闭MOS管组103121，防止输出端电能流入入端。
如图5所示，在本实用新型中，所述DC/DC模块10311为BUCK型电路的结构框图。如图所示，所述BUCK电路为降压斩波器，也称降压式变换器，其输出电压小于输入电压。如图5所示，开关管为所述MOS管组，其驱动电压为充电芯片中的PWM(Pusle width modulation)信号，信号周期为Ts，则信号频率为f＝1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期为Ts＝Ton+Toff，占空比 Dy＝Ton/Ts(即半导体场效应晶体管的导通时间)，其输出电压Vo＝Vi*Dy，因此其输出电压Vo小于输入电压Vi。除此以外，所述DC/DC模块10311也可以为同步BUCK型或者BUCK-BOOST型等，只要在本实用新型的基础上采用了与本实用新型相同或近似的技术方案，解决了与本实用新型相同或近似的技术问题，并且达到了与本实用新型相同或近似的技术效果，都属于本实用新型的保护范围之内，本实用新型的具体实施方式并不以此为限。
本实用新型通过将燃料电池系统101与锂电池系统102混合使用，从而可以持续地为无人机系统的垂直起降等需要很大能量的瞬间提供200～5000W左右的动力。
此外，本实用新型可以通过所述系统管理控制器104调节本实用新型所述的动力系统的输出电流和电压，从而使本实用新型所述的无人机混合动力系统10 的适用面以及所述无人机混合动力系统10的通用性得到提高，使之能够适应各种无人机系统的电机/电调20类型和应用场合。
本实用新型所述的无人机混合动力系统10由于集合了燃料电池系统101和锂电池系统102的优势，因此能够大幅提高无人机系统等的续航能力以及航程，因此本实用新型所述的无人机混合动力系统10能够应用于续航能力要求很高的应用场合。
本实用新型所述的无人机混合动力系统10相对于现有技术中的动力系统而言，由于其在续航能力和航程方面都得到了很大的提高，因此本实用新型所述的无人机混合动力系统10能够作为固定翼、倾转翼、多旋翼等多种类型的无人机系统中的动力系统。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种无人机混合动力系统，用于为一无人机系统提供动力，其特征在于，所述无人机混合动力系统包括至少一燃料电池系统、至少一锂电池系统及至少一调节电路单元，其中所述调节电路单元的一端连接所述燃料电池系统，另一端连接所述无人机系统的动力源，所述锂电池系统的一端与所述调节电路单元连接，另一端与所述无人机系统的动力源连接。
2.根据权利要求1所述的无人机混合动力系统，其中所述无人机混合动力系统的输出电流和电压能够被调节。
3.根据权利要求2所述的无人机混合动力系统，其中所述无人机混合动力系统进一步包括一系统管理控制器，所述系统管理控制器分别于所述燃料电池系统的电压电流采样点、所述锂电池系统的电压电流采样点以及所述调节电路单元进行连接，所述无人机混合动力系统通过所述系统管理控制器调节其输出电流和电压。
4.根据权利要求3所述的无人机混合动力系统，其中所述调节电路单元包括至少一组调节组件，每组所述调节电路包括一DC/DC模块，所述无人机混合动力系统通过所述DC/DC模块为所述锂电池系统充电。
5.根据权利要求4所述的无人机混合动力系统，其中所述调节电路单元进一步包括一防反电路，所述DC/DC模块的输出端与所述防反电路的输入端连接，所述防反电路连接于所述DC/DC模块与所述无人机系统的动力源之间。
6.根据权利要求5所述的无人机混合动力系统，其中所述DC/DC模块为BUCK型电路、同步BUCK型电路或者是BUCK-BOOST型电路。
7.根据权利要求6所述的无人机混合动力系统，其中所述防反电路包括至少一MOS管及一二极管控制器，所述MOS管内部包括至少一二极管，所述MOS管的S极设置于所述防反电路的输入端，所述MOS管的D极设置于所述防反电路的输出端，所述二极管控制器的输入端与所述MOS管的S极连接，所述二极管控制器的输出端与所述MOS管的D极连接，所述二极管控制器的驱动端与所述MOS管的G极连接。
8.根据权利要求7所述的无人机混合动力系统，其中所述MOS管为包括多个MOS管并联的MOS管组。
9.根据权利要求8所述的无人机混合动力系统，其中所述锂电池系统能够提供的动力范围为200-5000W。
10.根据权利要求9所述的无人机混合动力系统，其中所述无人机的机型包括但不限于固定翼、旋转翼或多旋翼。
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