[发明专利]太阳能无人机能源管理系统及具有其的太阳能无人机

权利要求书

1.一种太阳能无人机能源管理系统，其特征在于，所述能源管理系统包括：

分线盒(10)，所述分线盒(10)用于实现能源管理系统的能源的输入和输出；

储能电池(20)，所述储能电池(20)与所述分线盒(10)连接，所述储能电池(20)用于为用电设备供电；

多个太阳能电池子阵(30)，各个所述太阳能电池子阵(30)均由多个太阳能电池片组成，多个所述太阳能电池子阵(30)与所述储能电池(20)并联连接在所述分线盒(10)上，所述太阳能电池子阵(30)用于为所述储能电池(20)和所述用电设备供电，各个所述太阳能电池子阵(30)之间的功率差值范围为0W至10W；

多个MPPT控制器(40)，多个所述MPPT控制器(40)与多个所述太阳能电池子阵(30)一一对应连接；

DC-DC变换器(50)，所述DC-DC变换器(50)与所述分线盒(10)连接，所述DC-DC变换器(50)用于调节电压；

能源管理单元EMU(60)，所述能源管理单元EMU(60)分别与所述储能电池(20)、多个所述MPPT控制器(40)以及所述DC-DC变换器(50)连接；

多个所述太阳能电池子阵(30)分为至少两个并联设置在所述分线盒(10)上的太阳能电池阵组(31)，各个所述太阳能电池阵组(31)包括至少两个串联设置的所述太阳能电池子阵(30)，至少两个所述太阳能电池子阵(30)分别与相对应的所述MPPT控制器(40)连接后串联设置；

各个所述MPPT控制器(40)具有正常工作模式、直通工作模式和旁通工作模式，正常工作时，所述MPPT控制器(40)实现所述太阳能电池子阵(30)的最大功率输出；当所述MPPT控制器的输入电压和输出电压之间的差值处于0V至1V时，所述MPPT控制器(40)处于直通工作模式，与所述MPPT控制器(40)相对应的太阳能电池子阵(30)与所述分线盒(10)直接连接；当所述太阳能电池子阵(30)发生故障时，所述MPPT控制器(40)处于旁通工作模式，与所述MPPT控制器(40)相对应的太阳能电池子阵(30)与所述分线盒(10)断开连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能无人机能源管理系统，其特征在于，多个所述太阳能电池子阵(30)设置在太阳能无人机机翼表面的不同位置，各个所述太阳能电池子阵(30)所在的机翼表面的弧度不同，构成所述太阳能电池子阵(30)的多个太阳能电池片在所述机翼表面的倾角的差值范围为0°至5°。

3.根据权利要求1所述的太阳能无人机能源管理系统，其特征在于，各个所述MPPT控制器(40)均包括主电路(41)和控制电路(42)，所述主电路(41)分别与所述太阳能电池子阵(30)和所述分线盒(10)连接，所述控制电路(42)与所述主电路(41)连接，所述控制电路(42)根据采集到的输入输出电压值和电流值以控制所述主电路(41)的工作模式。

4.根据权利要求1所述的太阳能无人机能源管理系统，其特征在于，所述储能电池(20)具有两阶段充电状态，在第一阶段充电状态下，所述能源管理单元EMU(60)控制多个所述太阳能电池子阵(30)以最大功率充电法对所述储能电池(20)进行充电，所述储能电池(20)的充电电流在不超过最大充电倍率的情况下维持最大；在第二阶段充电状态下，所述能源管理单元EMU(60)控制多个所述太阳能电池子阵(30)以阶梯减小充电电流的方式模拟恒压对所述储能电池(20)进行充电，所述储能电池(20)的充电电压先下降后回升，直至所述储能电池(20)的充电电流小于指定阈值后结束充电。

5.根据权利要求1所述的太阳能无人机能源管理系统，其特征在于，所述储能电池(20)包括多个储能电池组，多个储能电池组根据所述太阳能无人机的重心位置要求分散设置在机翼以及机身的不同位置处。

6.根据权利要求5所述的太阳能无人机能源管理系统，其特征在于，所述能源管理单元EMU(60)为多个，多个所述能源管理单元EMU(60)与多个所述储能电池组一一对应连接，所述储能电池组由多个电池单体构成，所述能源管理单元EMU(60)通过对所述储能电池组的状态监测以实现对所述储能电池组和所述电池单体的电压的均衡管理。