KR20220085676A - 연료전지 드론 모니터링 모듈, 연료전지 드론 및 연료전지 드론 운영 시스템 - Google Patents

연료전지 드론 모니터링 모듈, 연료전지 드론 및 연료전지 드론 운영 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20220085676A
KR20220085676A KR1020200185625A KR20200185625A KR20220085676A KR 20220085676 A KR20220085676 A KR 20220085676A KR 1020200185625 A KR1020200185625 A KR 1020200185625A KR 20200185625 A KR20200185625 A KR 20200185625A KR 20220085676 A KR20220085676 A KR 20220085676A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel cell
drone
state
unit
flight
Prior art date
Application number
KR1020200185625A
Other languages
English (en)
Inventor
신덕식
이상택
조주희
김수용
조영찬
Original Assignee
한국전자기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자기술연구원 filed Critical 한국전자기술연구원
Publication of KR20220085676A publication Critical patent/KR20220085676A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/24Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00Propulsion; Power supply
    • B64U50/10Propulsion
    • B64U50/19Propulsion using electrically powered motors
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/01Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/10Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using wireless transmission systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04365Temperature; Ambient temperature of other components of a fuel cell or fuel cell stacks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438Pressure; Ambient pressure; Flow
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04492Humidity; Ambient humidity; Water content
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537Electric variables
    • H01M8/04544Voltage
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537Electric variables
    • H01M8/04574Current
    • B64C2201/042
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

본 발명은 연료전지 드론 모니터링 모듈, 연료전지 드론 및 연료전지 드론 운영 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 연료전지 드론 모니터링 모듈은 연료전지를 구비하는 드론의 모니터링 모듈에 있어서, 드론의 비행 상태를 수집하는 비행 상태 수집부; 드론의 비행 상태별 연료전지의 상태를 수집하는 연료전지 상태 수집부; 및 상기 비행 상태 수집부에서 발생한 데이터와 상기 연료전지 상태 수집부에서 발생한 데이터를 외부로 전송하는 무선 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 연료전지를 구비하는 드론을 효율적으로 운영하는 것이 가능하다.

Description

연료전지 드론 모니터링 모듈, 연료전지 드론 및 연료전지 드론 운영 시스템{Monitoring module for drone with fuel cell, drone with fuel cell and operating system for drone with fuel cell}
본 발명은 연료전지 드론 모니터링 모듈, 연료전지 드론 및 연료전지 드론 운영 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지를 구비하는 드론을 효율적으로 운영할 수 있도록 하는 연료전지 드론 모니터링 모듈, 연료전지 드론 및 연료전지 드론 운영 시스템에 관한 것이다.
드론은 사람이 타지 않고 무선전파의 유도에 의해 운용되는 비행체로서, 개발 초기에는 군사적인 용도로 사용되었으나, 현재는 촬영, 화물 운송, 시설물의 모니터링 또는 오락 등의 다양한 목적을 위해 사용되고 있다.
드론의 실용적인 활용을 위해서는 비행 가능한 시간이 긴 것이 바람직하다. 드론의 비행 시간을 늘리기 위해 쉽게 고려될 수 있는 방법으로는 배터리의 용량을 늘리는 방법이 있다. 그러나 배터리의 용량을 늘리게 되면 배터리의 무게가 증가하기 때문에 비행 시간을 증가시키는 효과가 크지 못하다.
최근에는 드론의 비행 시간을 늘리기 위해 연료전지를 활용하는 방안이 고려되고 있다. 연료전지형 드론은 기존 배터리의 전원을 이용하는 드론에 비하여 최소 4배 이상 비행 시간이 증가하고, 연료인 수소 가스를 수소통을 교체함으로써 새로이 공급해줄 수 있기 때문에 쉽게 운용할 수 있다.
그런데 배터리와는 달리 연료전지의 상태는 모니터링이 쉽지 않기 때문에, 연료전지형 드론의 장점을 충분히 발휘하기 위해서는 연료전지형 드론에 적합한 모니터링 방법을 개발할 필요가 있다.
KR 10-2020-0141831 A
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 연료전지형 드론에 적합한 모니터링 방법을 통해 연료전지 드론을 효율적으로 운영할 수 있도록 하는 연료전지 드론 모니터링 모듈, 연료전지 드론 및 연료전지 드론 운영 시스템을 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 연료전지를 구비하는 드론의 모니터링 모듈에 있어서, 드론의 비행 상태를 수집하는 비행 상태 수집부; 드론의 비행 상태별 연료전지의 상태를 수집하는 연료전지 상태 수집부; 및 상기 비행 상태 수집부에서 발생한 데이터와 상기 연료전지 상태 수집부에서 발생한 데이터를 외부로 전송하는 무선 통신부;를 포함하는 연료전지 드론 모니터링 모듈에 의해 달성된다.
상기 연료전지 상태 수집부는, 연료전지의 출력 전압과 전류를 측정하는 연료전지 성능 측정부를 구비할 수 있다.
상기 연료전지 상태 수집부는, 연료전지를 구성하는 연료공급부의 연료 압력을 측정하는 연료 압력 측정부를 구비할 수 있다.
상기 연료전지 상태 수집부는, 연료전지를 구성하는 셀의 온도와 습도를 측정하는 셀 상태 측정부를 구비할 수 있다.
상기 비행 상태 수집부는, 드론을 구성하는 모터의 출력을 측정하는 드론 출력 측정부를 구비할 수 있다.
본 발명에 의한 연료전지 드론 모니터링 모듈은, 드론을 구성하는 배터리의 상태를 수집하는 배터리 상태 수집부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 다수 개의 모터; 상기 모터 각각의 회전축에 고정되는 프로펠러; 상기 모터에 전원을 공급하는 배터리; 상기 모터에 전원을 공급하는 연료전지; 및 상기한 연료전지 드론 모니터링 모듈;을 포함하는 연료전지 드론이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기한 연료전지 드론; 및 상기 연료전지 드론의 상기 무선 통신부와 통신하는 사용자 단말기;를 연료전지 드론 운영 시스템이 제공된다.
본 발명에 의한 연료전지 드론 운영 시스템은, 상기 연료전지 드론의 상기 무선 통신부와 통신하여, 상기 비행 상태 수집부에서 발생한 데이터와 상기 연료전지 상태 수집부에서 발생한 데이터를 수집하는 중앙 서버를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 연료전지 드론 운영 시스템은, 상기 중앙 서버의 데이터를 분석하여, 연료전지의 상태별로 연료전지 드론의 최적 비행 상태를 도출하는 중앙 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 연료전지 드론 운영 시스템은, 상기 무선 통신부에서 전송된 상기 비행 상태 수집부에서 발생한 데이터와 상기 연료전지 상태 수집부에서 발생한 데이터를 실시간으로 모니터링하여, 이상이 있는 경우 상기 사용자 단말기로 알람을 전송하는 모니터링 센터를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 연료전지 드론 모니터링 모듈에 의하면, 드론의 비행 상태와 연료전지의 상태를 모두 수집하여 연료전지를 구비하는 드론을 효율적으로 운영할 수 있다.
수집된 드론의 비행 상태와 연료전지의 상태에 관한 정보는 사용자가 드론을 조종하는 데 사용될 수 있다.
또한, 축적된 정보를 통해 연료전지 상태에 적합한 드론 비행 상태나 드론 비행 상태에 적합한 연료전지 상태를 도출할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 연료전지 드론 모니터링 모듈의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 의한 연료전지 드론의 예시도,
도 3은 본 발명에 의한 연료전지 드론 운영 시스템에 관한 설명도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.
본 발명에 의한 연료전지 드론 모니터링 모듈(500)은 연료전지(400)를 구비하여 연료전지(400)에서 생산된 전기에 의해 동작하는 드론(10)에 장착된다.
도 1에는 본 발명에 의한 연료전지 드론 모니터링 모듈(500)의 개략적인 구성도가 도시되어 있다.
본 발명에 의한 연료전지 드론 모니터링 모듈(500)은 비행 상태 수집부(510), 연료전지 상태 수집부(520) 및 무선 통신부(530)를 포함하여 이루어진다.
비행 상태 수집부(510)에서는 드론의 비행 상태를 수집하여, 드론의 비행 관련 정보를 모니터링한다. 드론의 비행 관련 정보에는, 예를 들어 모터에 공급되는 전류의 상태, 모터의 출력, 모터의 온도, 비행 속도, 비행 자세, 드론 본체 내부의 온도와 습도 등과 같은 드론 자체에 관한 정보, 그리고 드론의 위치와 고도, 비행 위치의 온도와 풍속 등과 같은 드론이 비행하고 있는 환경에 관한 정보가 포함될 수 있다.
드론을 구성하는 모터의 출력은 드론 출력 측정부(511)를 통해 측정될 수 있다. 모터의 출력은 예를 들어, 모터의 시간당 회전수를 계산함으로써 측정될 수 있다.
연료전지 상태 수집부(520)는 드론(10)의 비행 상태별 연료전지의 상태를 수집하여, 연료전지 관련 정보를 모니터링한다. 연료전지 관련 정보에는, 예를 들어 연료의 잔량, 연료의 공급 압력, 연료전지를 구성하는 각 셀의 온도와 습도, 연료전지의 출력 전압과 전류가 포함될 수 있다.
연료전지의 출력 전압과 전류는 연료전지 성능 측정부(521)에 의해 측정될 수 있다. 연료전지 성능 측정부(521)는 예를 들어, 연료전지의 출력단에 연결되는 전류 센서와 전압 센서로 이루어질 수 있다.
연료전지를 구성하는 연료공급부의 연료 압력은 연료 압력 측정부(522)에 의해 측정될 수 있다. 연료 압력 측정부(522)는 예를 들어, 연료공급부의 공급 라인에 설치되는 연료 압력 센서로 이루어질 수 있다.
연료전지(400)를 구성하는 셀의 온도와 습도는 셀 상태 측정부(523)에 의해 측정될 수 있다. 셀 상태 측정부(523)는 예를 들어, 셀과 셀 사이에 배치되는 온도 센서와 습도 센서로 이루어질 수 있다.
무선 통신부(530)는 비행 상태 수집부(510)에서 발생한 데이터와 연료전지 상태 수집부(520)에서 발생한 데이터를 외부로 전송한다. 무선통신부가 전송한 데이터는 사용자 단말기나 드론 전용 조종기와 같은 조종기에서 수신하여, 사용자가 드론의 비행 상태와 연료전지 상태에 적합한 드론의 비행 속도, 비행 시간, 비행 자세 등을 결정하는 데 활용할 수 있다. 또는 서버에서 수신하여 비행 관련 정보와 연료전지 관련 정보를 축적하고, 축정된 정보는 연료전지 상태에 적합한 드론 비행 상태나 드론 비행 상태에 적합한 연료전지 상태를 도출하는 데 활용할 수 있다.
무선 통신부(530)는 예를 들어, 지그비, 블루투스, WiFi, LTE, LoRa, 5G 등의 방식을 이용하여 외부와 통신할 수 있다.
이처럼 본 발명에 의한 연료전지 드론 모니터링 모듈(500)은 드론의 비행 상태와 연료전지의 상태를 모두 수집하여 연료전지를 구비하는 드론을 효율적으로 운영할 수 있도록 한다.
즉, 연료전지에 남은 연료의 양이나 연료전지의 출력 등은 드론의 비행 시간, 비행 속도 등을 결정하는 주요한 요인이므로, 드론의 제어에 이들을 함께 고려함으로써 연료의 부족이나 낭비 없이, 나아가서는 연료전지의 과부하 등에 의한 사고 발생 없이 드론이 외부 환경에 대처하면서 정해진 임무를 수행할 수 있다.
본 발명에 의한 연료전지 드론 모니터링 모듈(500)은 기존의 배터리를 전원으로 하는 드론의 모니터링 모듈에 연료전지 상태 수집부(520)를 추가하는 방법으로 형성될 수 있다. 추가된 연료전지 상태 수집부(520)는 기존 드론의 모니터링 모듈에 유선 통신 또는 근거리 무선 통신을 통해 연료전지 관련 정보를 전송하고, 기존 드론의 모니터링 모듈의 무선 통신부가 드론의 비행 관련 정보와 연료전지 관련 정보를 함께 외부로 전송할 수 있다.
본 발명에 의한 연료전지 드론 모니터링 모듈(500)은 배터리 상태 수집부(540)를 더 포함할 수 있다.
배터리 상태 수집부(540)는 연료전지 외에 드론에 전원을 공급하는 역할을 하는 배터리(미도시)의 상태를 수집하는 역할을 한다. 배터리 상태 수집부(540)에서 발생한 데이터는 비행 상태 수집부(510)에서 발생한 데이터 및 연료전지 상태 수집부(520)에서 발생한 데이터와 함께 무선 통신부(530)를 통해 외부로 전송되어, 드론(10)의 비행을 제어하는 데 활용될 수 있다. 예를 들어, 연료전지의 연료 잔량과 배터리의 잔량을 함께 고려하여 드론의 비행 시간과 속도를 정하는 방법으로 배터리 상태 수집부(540)의 정보가 활용될 수 있다.
배터리 상태 수집부(540)는 예를 들어, 배터리의 잔량, 배터리의 온도, 배터리의 방전 속도 등에 관한 정보를 수집한다.
이하에서는 본 발명에 의한 연료전지 드론(10)에 대하여 설명하도록 한다. 본 발명에 의한 연료전지 드론(10)에 대해 설명하면서, 본 발명에 의한 연료전지 드론 모니터링 모듈(500)의 설명시 언급한 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략할 수 있다.
도 2에는 본 발명에 의한 연료전지 드론(10)의 예시가 도시되어 있다.
본 발명에 의한 연료전지 드론(10)은 본체(600), 다수 개의 모터(100), 프로펠러(200), 배터리(미도시), 연료전지(400) 및 연료전지 드론 모니터링 모듈(500)은 포함하여 이루어진다.
본체(600)는 연료전지 드론(10)의 뼈대를 형성하는 구성으로, 다른 구성들을 내장하거나 지지할 수 있도록 형성된다.
연료전지(400)는 연료전지 드론(10)이 동작하기 위한 전원을 공급한다. 연료전지(400)는 연료가 되는 수소와 산소를 공급하는 연료공급부, 상기 연료공급부에서 연료를 공급받아 전기를 발생시키는 다수 개의 셀, 상기 셀에서 발생한 전기를 모터(100)로 공급해주는 출력단자 등을 구비할 수 있다. 연료공급부는 착탈 가능한 카트리지 형으로 이루어져 카트리지를 교체하는 것만으로 연료를 용이하게 새로이 공급해줄 수 있다. 셀의 크기나 수는 연료전지 드론(10)의 크기나 수행하는 업무에 따라 달라질 수 있다.
배터리는 연료전지(400)와 함께 드론(10)이 동작하기 위한 전원을 공급한다. 배터리는 연료전지(400)의 연료가 모두 소모되거나 모터(100)에서 큰 출력이 필요한 경우에 보조적으로 사용될 수 있다.
모터(100)는 프로펠러(200)를 회전시키기 위한 동력을 발생시키는 구성으로, 연료전지(400) 및 배터리로부터 전기를 공급받아 동작한다. 모터(100)는 연료전지 드론(10)의 비행 방식에 따라 개수나 배치 위치가 정해질 수 있다.
프로펠러(200)는 모터(100)의 회전축에 고정되어 회전함으로써 연료전지 드론(10)이 비행하기 위한 양력을 발생시키고, 각각의 회전 속도나 축의 각도가 조절되어 비행 방향을 조절할 수 있다.
연료전지 드론 모니터링 모듈(500)은 상기했던 바와 같이, 드론(10)의 비행 상태, 연료전지(400)의 상태 및 배터리의 상태를 수집하여 외부로 전송한다. 외부로 전송된 데이터들은 연료전지 드론(10)의 효율적인 운영을 위해 활용될 수 있다. 연료전지(400)의 상태나 배터리의 상태는 드론(10)의 비행 상태별로 수집되어, 연료전지(400) 등의 상태에 적합한 드론(10) 비행 상태나 드론(10) 비행 상태에 적합한 연료전지(400) 등의 상태를 도출하는 데 활용할 수 있다.
연료전지 드론(10)은 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제어부는 모터(100), 배터리, 연료전지(400), 연료전지 드론 모니터링 모듈(500)을 제어할 수 있다. 제어부는 연료전지 드론 모니터링 모듈(500)에서 수집된 정보를 바탕으로 모터(100) 등을 제어할 수 있다.
제어부는 예를 들어, 드론(10)의 속도를 조절하는 제어 신호에 의해 연료전지(400)의 연료 공급량을 조절하거나 배터리에서의 전기 공급을 제어할 수 있고, 연료전지(400)를 구성하는 셀의 온도가 소정치 이상이 되었다는 것이 감지되었을 때 모터(100)의 출력을 낮추거나 배터리가 동작하도록 제어하는 등의 방법으로 동작할 수 있다.
도 3에는 본 발명에 의한 연료전지 드론 운영 시스템(1)에 관한 설명도가 도시되어 있다.
본 발명에 의한 연료전지 드론 운영 시스템(1)은 상기한 연료전지 드론(10)과 사용자 단말기(20)를 포함하여 이루어진다.
사용자 단말기(20)는 연료전지 드론(10)의 무선 통신부(530)와 통신하면서 비행상태 수집부에서 발생한 데이터, 연료전지 상태 수집부(520)에서 발생한 데이터, 및 배터리 상태 수집부(540)에서 발생한 데이터를 전송받을 수 있다. 사용자 단말기(20)에는 UI가 설치되어 디스플레이부를 통해 연료전지 드론(10)에 관한 각종 정보를 직관적으로 확인할 수 있다. 그리고 확인된 비행 상태, 연료전지(400) 상태 및 배터리 상태에 맞추어 드론(10)을 조종할 수 있다.
사용자는 사용자 단말기(20)를 통해 연료전지 드론(10)의 비행 상태와 배터리 상태 외에도 연료전지(400) 상태를 함께 확인할 수 있으므로 연료전지 드론(10)을 효율적으로 운영할 수 있다.
사용자 단말기(20)는 예를 들어, 무선 통신부(530)와 2.4GHz 또는 5.8GHz 주파수의 전파를 통해 연결되는 전용 조종기(21)일 수도 있고, 무선 통신부(530)와 LTE 또는 WiFi 방식 등의 중계기(60)를 통해 연결되는 스마트폰(22)일 수도 있다.
본 발명에 의한 연료전지 드론 운영 시스템(1)은 중앙 서버(30)를 더 포함할 수 있다.
중앙 서버(30)는 연료전지 드론(10)의 무선 통신부(530)와 통신하여 비행 상태 수집부(510)에서 발생한 데이터와 연료전지 상태 수집부(520)에서 발생한 데이터를 수집한다. 중앙 서버(30)에서 축적된 데이터에는 연료전지(400)의 다양한 상태별 연료전지 드론(10)의 비행 상태나 연료전지 드론(10)의 다양한 상태별 연료전지(400)의 상태에 관한 데이터가 포함된다. 따라서, 중앙 서버(30)의 데이터를 분석하는 경우, 연료전지(400)의 상태별 최적 비행 상태와 비행 상태별 최적 연료전지(400) 상태를 도출할 수 있다.
중앙 서버(30)에서 배터리 상태 수집부(540)에서 발생한 데이터 또한 수집할 수 있음은 당연하다.
본 발명에 의한 연료전지 드론 운영 시스템(1)은 중앙 제어부(40)를 더 포함할 수 있다.
중앙 제어부(40)는 중앙 서버(30)의 데이터를 분석하여 연료전지(400)의 상태별로 연료전지 드론(10)의 최적 비행 상태를 도출한다. 중앙 제어부(40)에서 도출된 연료전지(400)의 상태별 연료전지 드론(10)의 최적 비행 상태는 사용자 단말기(20)로 전송되어 사용자가 연료전지 드론(10)을 조정하는 데 활용될 수 있다. 또는 사용자가 연료전지 드론(10)을 직접 조종하지 않고 연료전지 드론(10)에 경로와 임무만을 설정하여 자동으로 비행하도록 하는 경우에 연료전지(400) 상태에 따라 연료전지 드론(10)이 자동으로 비행 상태를 조절하면서 동작하도록 하는 것도 가능하다.
중앙 제어부(40)는 연료전지 드론(10)의 비행 상태별 최적 연료전지(400) 상태를 도출할 수도 있으나, 연료전지(400)의 상태를 조절하는 것보다는 연료전지 드론(10)의 비행 상태를 조절하는 것이 용이하므로 연료전지(400)의 상태별 연료전지 드론(10)의 최적 비행 상태를 도출한다.
본 발명에 의한 연료전지 드론 운영 시스템(1)은 모니터링 센터(50)를 더 구비할 수 있다.
모니터링 센터(50)는 중앙 서버(30)에서 수집되는 연료전지 드론(10)의 비행 관련 정보와 연료전지(400) 관련 정보를 실시간으로 모니터링하여 연료전지 드론(10)의 비행 상태나 연료전지(400)에 이상이 없는지 확인하다. 그리고 이상이 있는 것으로 확인되면 사용자 단말기(20)로 알람을 보낼 수 있다. 알람은 소리, 진동 또는 화면 깜빡임을 통해 사용자에게 인식되게 할 수 있다. 알람은 연료전지 드론(10)의 상태나 연료전지(400)의 상태가 특정한 조건에 부합되었을 때 자동으로 사용자에게 전달될 수 있다.
모니터링 센터(50)는 연료전지 드론(10)의 무선 통신부(530)와 직접 연결될 수도 있고, 중앙 서버(30)를 통해 연결될 수도 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
1 : 연료전지 드론 운영 시스템
10 : 연료전지 드론 20 : 사용자 단말기
30 : 중앙 서버 40 : 중앙 제어부
50 : 모니터링 센터
100 : 모터 200 : 프로펠러
400 : 연료전지 500 : 연료전지 드론 모니터링 모듈
510 : 비행 상태 수집부 511 : 드론 출력 측정부
520 : 연료전지 상태 수집부 521 : 연료전지 성능 측정부
522 : 연료 압력 측정부 523 : 셀 상태 측정부
530 : 무선 통신부 540 : 배터리 상태 수집부

Claims (11)

  1. 연료전지를 구비하는 드론의 모니터링 모듈에 있어서,
    드론의 비행 상태를 수집하는 비행 상태 수집부;
    드론의 비행 상태별 연료전지의 상태를 수집하는 연료전지 상태 수집부; 및
    상기 비행 상태 수집부에서 발생한 데이터와 상기 연료전지 상태 수집부에서 발생한 데이터를 외부로 전송하는 무선 통신부;를 포함하는 연료전지 드론 모니터링 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연료전지 상태 수집부는,
    연료전지의 출력 전압과 전류를 측정하는 연료전지 성능 측정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지 드론 모니터링 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연료전지 상태 수집부는,
    연료전지를 구성하는 연료공급부의 연료 압력을 측정하는 연료 압력 측정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지 드론 모니터링 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연료전지 상태 수집부는,
    연료전지를 구성하는 셀의 온도와 습도를 측정하는 셀 상태 측정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지 드론 모니터링 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비행 상태 수집부는,
    드론을 구성하는 모터의 출력을 측정하는 드론 출력 측정부를 구비하는 것을특징으로 하는 연료전지 드론 모니터링 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    드론을 구성하는 배터리의 상태를 수집하는 배터리 상태 수집부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 드론 모니터링 모듈.
  7. 다수 개의 모터;
    상기 모터 각각의 회전축에 고정되는 프로펠러;
    상기 모터에 전원을 공급하는 배터리;
    상기 모터에 전원을 공급하는 연료전지; 및
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 의한 연료전지 드론 모니터링 모듈;을 포함하는 연료전지 드론.
  8. 제7항에 의한 연료전지 드론; 및
    상기 연료전지 드론의 상기 무선 통신부와 통신하는 사용자 단말기;를 연료전지 드론 운영 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연료전지 드론의 상기 무선 통신부와 통신하여, 상기 비행 상태 수집부에서 발생한 데이터와 상기 연료전지 상태 수집부에서 발생한 데이터를 수집하는 중앙 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 드론 운영 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 중앙 서버의 데이터를 분석하여, 연료전지의 상태별로 연료전지 드론의 최적 비행 상태를 도출하는 중앙 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 드론 운영 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 무선 통신부에서 전송된 상기 비행 상태 수집부에서 발생한 데이터와 상기 연료전지 상태 수집부에서 발생한 데이터를 실시간으로 모니터링하여, 이상이 있는 경우 상기 사용자 단말기로 알람을 전송하는 모니터링 센터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 드론 운영 시스템.
KR1020200185625A 2020-12-11 2020-12-29 연료전지 드론 모니터링 모듈, 연료전지 드론 및 연료전지 드론 운영 시스템 KR20220085676A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200172856 2020-12-11
KR20200172856 2020-12-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220085676A true KR20220085676A (ko) 2022-06-22

Family

ID=82216922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200185625A KR20220085676A (ko) 2020-12-11 2020-12-29 연료전지 드론 모니터링 모듈, 연료전지 드론 및 연료전지 드론 운영 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220085676A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200141831A (ko) 2019-06-11 2020-12-21 백종훈 긴급 연료 충전을 위한 충전용기 탑재형 드론

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200141831A (ko) 2019-06-11 2020-12-21 백종훈 긴급 연료 충전을 위한 충전용기 탑재형 드론

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7157116B2 (ja) バッテリー及びバッテリー付き無人機
US10525832B2 (en) Battery and unmanned aerial vehicle with the battery
CN206497536U (zh) 无人机及其报警系统
CN109739253B (zh) 一种飞行器电池监控方法、装置、电池及飞行器
EP1499864B1 (en) Monitoring a parameter with low power consumption for an aircraft landing gear - data logger
JP2023544421A (ja) クリーン燃料電気ビークルのためのヘルスアセスメント及びモニタリングシステム及び方法
EP3715250A1 (en) Fuel cell power pack for drone and method for monitoring state information thereof
CN112672955B (zh) 自主空中运载工具系统
CN108803633A (zh) 一种基于移动通信网络的无人机低空监控系统
CN108476008A (zh) 用于驱动电机转动的控制方法、电子调速器、动力套装和无人飞行器
CN108423153A (zh) 模块化微型无人机
CN205750541U (zh) 一种多旋翼飞行器的控制系统
CN106347705A (zh) 无人飞行器旋翼升力测试系统
KR20220085676A (ko) 연료전지 드론 모니터링 모듈, 연료전지 드론 및 연료전지 드론 운영 시스템
CN206039299U (zh) 农业无人机、电子调速器及其控制系统
CN203982563U (zh) 地铁环境感知无线传感器网络终端装置
CN202975811U (zh) 一种基于贯流风机的自动导航飞行器
US9199181B2 (en) Controlling communication system
CN114384606A (zh) 无人机环境参数获取装置、无人机设备及系统
CN103019243A (zh) 基于贯流风机的自动导航飞行器
CN209510537U (zh) 风力发电机组的监测平台
CN114866973A (zh) 一种低功耗波形数据采集方法及终端
CN203698655U (zh) 飞行器
WO2016075797A1 (ja) 電池システム
CN215814463U (zh) 一种灾害预警系统