RU2795502C1 - Device for combined autonomous power supply of an unmanned aerial vehicle - Google Patents

Device for combined autonomous power supply of an unmanned aerial vehicle Download PDF

Info

Publication number
RU2795502C1
RU2795502C1 RU2022118524A RU2022118524A RU2795502C1 RU 2795502 C1 RU2795502 C1 RU 2795502C1 RU 2022118524 A RU2022118524 A RU 2022118524A RU 2022118524 A RU2022118524 A RU 2022118524A RU 2795502 C1 RU2795502 C1 RU 2795502C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power supply
consumers
autonomous power
aerial vehicle
unmanned aerial
Prior art date
Application number
RU2022118524A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Васильевич Капелько
Павел Владимирович Хрулёв
Эдуард Юрьевич Хохулин
Original Assignee
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Filing date
Publication date
Application filed by ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ filed Critical ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Application granted granted Critical
Publication of RU2795502C1 publication Critical patent/RU2795502C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention can be used to power an unmanned aerial vehicle from various autonomous power supply modules operating separately, not electrically connected to constant and impulse loads. The device for the combined autonomous power supply of an unmanned aerial vehicle contains a battery and a molecular energy storage device with common distribution power buses for supplying consumers with different loads (autonomous power supply module), while two autonomous power supply modules are introduced with separate distribution buses for various consumers that are not electrically interconnected, and the power supply is carried out separately for both consumers of a constant mode of operation, and consumers of a pulsed mode of operation from different power supply modules.
EFFECT: increasing the duration of autonomous power supply under pulsed load and increasing the reliability of power supply to responsible consumers of direct and pulsed currents.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в составе беспилотного летательного аппарата (БЛА) для его электроснабжения от блоков автономного раздельного электропитания в режимах постоянной и импульсной нагрузок.The invention relates to electrical engineering and can be used as part of an unmanned aerial vehicle (UAV) for its power supply from autonomous separate power supply units in constant and pulsed load modes.

Известно устройство гарантированного электропитания низковольтных сильноточных потребителей постоянного тока с автоматическим включением быстродействующего резерва, содержащее сетевой преобразователь и систему резервного электропитания от аккумуляторной батареи (АБ) и молекулярного накопителя энергии (МНЭ), подключенных на общие распределительные шины [1].A device for guaranteed power supply of low-voltage high-current DC consumers with automatic switching on of a high-speed reserve is known, containing a network converter and a backup power supply system from a battery (AB) and a molecular energy storage device (MNE) connected to common distribution buses [1].

Недостатками такого устройства являются низкая его надежность из-за наличия общих распределительных шин, питающих потребители постоянной и импульсной нагрузок, работающих от общей АБ, снижающих ее энергоресурс при включении импульсной нагрузки и, как следствие, длительность автономной работы БЛА.The disadvantages of such a device are its low reliability due to the presence of common distribution buses that supply consumers with constant and pulsed loads operating from a common battery, reducing its energy resource when the pulsed load is turned on and, as a result, the duration of the autonomous operation of the UAV.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является модуль бесперебойного питания потребителей постоянного тока [2], содержащий сетевой преобразователь и МНЭ, подключенные через разделительные диоды на шины бесперебойного питания постоянного тока, и питающий потребители в режимах постоянной и импульсной нагрузок.Closest to the proposed device is the uninterruptible power supply module for DC consumers [2], which contains a network converter and MNE, connected via isolation diodes to the uninterruptible DC power supply buses, and supplies consumers in constant and pulsed load modes.

Недостатком данного модуля бесперебойного питания потребителей постоянного тока является наличие общих распределительных шин и отсутствие возможности самостоятельного функционирования АБ в импульсном режиме, что также снижает длительность автономного функционирования БЛА.The disadvantage of this uninterruptible power supply module for DC consumers is the presence of common distribution buses and the lack of the possibility of independent operation of the battery in a pulsed mode, which also reduces the duration of the autonomous operation of the UAV.

Таким образом, рассмотренные устройства [1, 2] предусматривают обеспечение бесперебойной и надежной работы ответственных потребителей постоянного тока и не обеспечивают надежное электропитание потребителей импульсного режима.Thus, the considered devices [1, 2] provide for uninterrupted and reliable operation of critical DC consumers and do not provide reliable power supply to pulse mode consumers.

Целью изобретения является расширение возможностей системы автономного электропитания беспилотного летательного аппарата от различных автономных источников разной мощности, снижение уровня пульсаций напряжения в сети автономного электропитания при импульсной нагрузке и повышении надежности электроснабжения ответственных потребителей постоянного тока, что позволяет увеличить энергоресурс различных потребителей и длительность нахождения БЛА в полете.The aim of the invention is to expand the capabilities of the autonomous power supply system for an unmanned aerial vehicle from various autonomous sources of different capacities, to reduce the level of voltage ripple in the autonomous power supply network under pulsed load and to increase the reliability of power supply to responsible DC consumers, which allows increasing the energy resource of various consumers and the duration of the UAV in flight .

Указанная цель достигается тем, что устройство комбинированного автономного электропитания БЛА содержит два электрически изолированных блока, включающие аккумуляторную батарею, молекулярный накопитель энергии и шины различных потребителей, при этом функционирование осуществляется в двух режимах работы, в которых используются отдельные блоки автономного электропитания с раздельными шинами для различных потребителей, а именно электропитание потребителей БЛА постоянного режима и электропитание потребителей БЛА импульсного режима.This goal is achieved by the fact that the UAV combined autonomous power supply device contains two electrically isolated blocks, including a battery, a molecular energy storage device and buses of various consumers, while the operation is carried out in two modes of operation, in which separate autonomous power supply blocks with separate buses for different consumers, namely the power supply of UAV consumers in a constant mode and the power supply of UAV consumers in a pulsed mode.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается наличием двух различных блоков автономного электропитания с раздельными шинами потребителей, электрически не связанных между собой и питающих раздельно потребителей постоянной нагрузки и импульсной.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device is characterized by the presence of two different autonomous power supply units with separate consumer buses, electrically unconnected and supplying separate consumers of constant load and impulse.

Сущность изобретения поясняется чертежом, а именно на фиг. 1 представлена блок-схема устройства комбинированного автономного электропитания БЛА, где 1, 7 - аккумуляторная батарея; 2, 8 - шина гарантированного питания; 3 - потребитель постоянного тока; 4 - инвертор; 5 - потребитель переменного тока; 6, 10 - молекулярный накопитель энергии; 9 - потребитель постоянного тока импульсного режима; 11 - блок системы электропитания БЛА постоянного режима работы (а); 12 - блок системы электропитания БЛА импульсного режима работы (б).The essence of the invention is illustrated by the drawing, namely in Fig. 1 shows a block diagram of the UAV combined autonomous power supply device, where 1, 7 - battery; 2, 8 - guaranteed power bus; 3 - direct current consumer; 4 - inverter; 5 - AC consumer; 6, 10 - molecular energy storage; 9 - consumer direct current pulsed mode; 11 - block of the UAV power supply system of constant operation (a); 12 - block of the UAV power supply system of the pulsed mode of operation (b).

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При подготовке к полету БЛА включаются блоки автономных источников электропитания 11, 12. При полете БЛА блок постоянной нагрузки 11 и инвертор 4 работают постоянно. При появлении необходимости, например, при появлении объектов фотографирования питание потребителей постоянного тока импульсного режима 9 осуществляется от второго блока системы электропитания 12 электрически не связанного с первым блоком 11. Такой режим работы позволяет экономить энергоресурс блока импульсной нагрузки и увеличивать длительность автономной работы двух групп потребителей БЛА.In preparation for the flight of the UAV, blocks of independent power supplies 11, 12 are switched on. During the flight of the UAV, the constant load unit 11 and the inverter 4 operate constantly. When the need arises, for example, when photographing objects appear, the power supply to consumers of direct current of a pulsed mode 9 is carried out from the second block of the power supply system 12 electrically not connected to the first block 11. This mode of operation allows you to save the energy resource of the impulse load unit and increase the duration of the autonomous operation of two groups of UAV consumers .

Источники информацииInformation sources

1. RU, 2143774, 1999.1. RU, 2143774, 1999.

2. RU, 2491696, 2019.2. RU, 2491696, 2019.

Claims (1)

Устройство комбинированного автономного электропитания беспилотного летательного аппарата, содержащее блок постоянной нагрузки, включающий аккумуляторную батарею и молекулярный накопитель энергии с общей распределительной шиной, отличающееся тем, что введен блок переменной нагрузки, включающий вторую аккумуляторную батарею и второй молекулярный накопитель энергии с общей распределительной шиной, электрически изолированный от блока постоянной нагрузки, при этом один выход блока постоянной нагрузки через инвертор подключается к потребителям переменного тока, второй - потребителям постоянного тока, а выход блока переменной нагрузки подключается к потребителям постоянного тока в импульсном режиме.A device for a combined autonomous power supply of an unmanned aerial vehicle, containing a constant load unit, including a battery and a molecular energy storage device with a common distribution bus, characterized in that a variable load unit is introduced, including a second battery and a second molecular energy storage device with a common distribution bus, electrically isolated from the constant load unit, while one output of the constant load unit is connected to AC consumers through the inverter, the second - to DC consumers, and the output of the variable load unit is connected to DC consumers in a pulsed mode.
RU2022118524A 2022-07-07 Device for combined autonomous power supply of an unmanned aerial vehicle RU2795502C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2795502C1 true RU2795502C1 (en) 2023-05-04

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814448C1 (en) * 2023-07-06 2024-02-28 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Device for diagnostics of energy resource of combined autonomous power supply system of unmanned aerial vehicle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2143774C1 (en) * 1997-12-08 1999-12-27 Военная академия РВСН им.Петра Великого Device for no-break power supply to heavy- current, low-voltage dc loads incorporating provision for automatic throwing fast-response stand-by power in operation
RU2491696C1 (en) * 2012-03-02 2013-08-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Uninterrupted power supply module for dc loads
WO2020212966A1 (en) * 2019-04-18 2020-10-22 Pearls Of Wisdom Advanced Technologies Ltd A uav carrier
RU2742130C1 (en) * 2019-12-19 2021-02-02 Акционерное общество «Горизонт» Mobile system for detection of aerial objects

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2143774C1 (en) * 1997-12-08 1999-12-27 Военная академия РВСН им.Петра Великого Device for no-break power supply to heavy- current, low-voltage dc loads incorporating provision for automatic throwing fast-response stand-by power in operation
RU2491696C1 (en) * 2012-03-02 2013-08-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Uninterrupted power supply module for dc loads
WO2020212966A1 (en) * 2019-04-18 2020-10-22 Pearls Of Wisdom Advanced Technologies Ltd A uav carrier
RU2742130C1 (en) * 2019-12-19 2021-02-02 Акционерное общество «Горизонт» Mobile system for detection of aerial objects

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Статья: "ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ", Ж. Известия МГТУ "МАМИ", номер 3(49), 2021. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814448C1 (en) * 2023-07-06 2024-02-28 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Device for diagnostics of energy resource of combined autonomous power supply system of unmanned aerial vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107112765B (en) Power distribution on a ship
US11207993B2 (en) Storage-battery charging device for a motor vehicle, method for operating an on-board storage-battery charging device, high-voltage vehicle electrical system and use of a storage-battery charging device
US9293945B2 (en) System and method for converting electric power, and apparatus and method for controlling the system
CN112467839B (en) Battery cluster management device and battery energy storage system
US10819115B2 (en) Modular power supply system
KR102493190B1 (en) Distribution of electrical energy on board ships
US10211632B2 (en) Hybrid energy storage module arrangements
RU2795502C1 (en) Device for combined autonomous power supply of an unmanned aerial vehicle
CN114454732A (en) Power conversion system and vehicle
CN105826915A (en) Direct current power system
CN116615829A (en) Energy storage system, control method of energy storage system and photovoltaic power generation system
EP3542439A1 (en) Self-switching dual voltage battery
CN218449594U (en) Emergency power supply device and energy storage system
RU2548664C2 (en) Method of load feeding by direct current in autonomous electric power supply system of man-made satellite
CN113422402B (en) Battery device and power supply system thereof
CN210007623U (en) Power conversion system
US9653917B2 (en) Energy management system
KR20220048995A (en) vehicle electrical system
RU2738379C1 (en) Autonomous power supply based on lithium cells
CN110932333A (en) Power distribution system
US20230208151A1 (en) Battery Unit, Method, and Apparatus for Operating the Battery Unit
RU220073U1 (en) Universal controller for automatic transfer system
CN117856431B (en) Redundant power supply device and power supply method of distributed power supply control system
CN215344346U (en) Power management system
US20230318470A1 (en) Wide-Range Input DC/DC Converter