[实用新型]一种长航时无人机油电混合动力系统

说明书

一种长航时无人机油电混合动力系统，该系统包括传感器组、飞控系统、机载蓄电池组、发电控制系统、重启动系统、发电系统以及推力螺旋桨电动机；飞控系统根据传感器组提供的信息，控制机载蓄电池组、发电控制系统为飞机提供电能，发电控制系统控制发电系统为推力螺旋桨电动机和机载蓄电池组提供电能；飞控系统还包括起飞子系统、正常飞行子系统、充电子系统以及大高度飞行子系统，通过对飞子系统、正常飞行子系统、充电子系统以及大高度飞行子系统增加长航时的续航能力。

技术领域

本实用新型涉及无人机动力控制领域，特别涉及一种长航时无人机油电混合动力系统。

背景技术

目前无人机采用的动力系统分成三大类：喷气动力、燃油活塞发动机和推力螺旋桨电动机。喷气动力分成：燃油喷气发动机和燃油涡轴输出发动机。由于重量和配套系统复杂、价格昂贵原因，主要用于大型无人机领域，已经有小型涡喷发动机和涡轴发动机投入市场，对于中小型无人机但由于其较大耗油率，应用效果不佳并不广泛采用。

燃油活塞发动机也分成二大类：一是活塞连杆式发动机和三角活塞汪克尔发动机。这二种发动机在中小型无人机得以广泛应用，但此类发动机在大高度上使用，效率大幅下降，即便采用空气增压器，实用使用高度也不超过4000米，随着高度增加耗油率急剧增加，并且不能正常工作。

推力螺旋桨电动机是近年来得到快速发展的无人机动力系统，全电动力系统近年来应用于车辆、舰船，尤其是潜艇。但是纯蓄能电池供电方时，由于蓄能电池蓄电容量的限制，纯电动动力系统可以单次持续工作时间比较短。因此大多数纯电动动力系统都是采用油-电混合动力系统，即采用燃油发动机发电，作为推力螺旋桨电动机的电源来驱动车辆、舰船、潜艇，但这种工作方式效率低于常规燃油发动机动力系统。

由于电动力的快速动力响应，功率调节范围大，受高度影响小，控制简单、功率控制精确等优点是纯燃油发动机所不可替代的，所以如何有效提高油-电混合动力系统的工作效率就是当前电驱动动力系统的一大课题。

通常油-电混合动力系统原动力是一台燃油发动机，带动交流发电机发电，经过整流器由交流电变成直电流。整个效率是发动机效率、发电效率和整流效率三种效率的总结果，显然整体效率低于纯燃油发动机的工作效率，常规来说是不经济的一种动力系统。

但是对于应用环境复杂的车辆、舰船、飞机来讲，他们不是一个单一工况下的设备。例如汽车，有启动、刹车、减速等状态，如果可以利用减速、刹车、下坡等工况来发电，那么油-电混合动力汽车是一种节能的车辆，此时低效的油-电混合动力系统变成高效的系统。

无人机的工况变化更为特殊，采用油-电混合更为有利。飞机在起飞时所需要的功率大约是保持中低速平飞功率的3-4倍，对于长航时为主要目标的长航时无人机尤其重要。为了正常起降，因此飞机配置了较大功率发动机用于起飞，而在空中用一台大功率发动机在小功率状态下工作，显然有二大不利之处：一是较大功率发动机的重量较大和相应维持发动机工作的系统重量较大，成为无人机飞行中的赘重。另外一个是大功率燃油发动机在较小功率下运行的热效率低下、耗油率大，对于长航时飞机来讲是致命的。

实用新型内容

本实用新型的目的一在于提供一种长航时无人机油电混合动力系统，具有重量轻，且续航能力强的特点。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种长航时无人机油电混合动力系统，包括传感器组、飞控系统、机载蓄电池组、发电控制系统、重启动系统、发电系统以及推力螺旋桨电动机；所述飞控系统根据传感器组提供的信息，控制机载蓄电池组、发电控制系统为飞机提供电能，所述发电控制系统控制发电系统为推力螺旋桨电动机和机载蓄电池组提供电能；所述的飞控系统还包括起飞子系统、正常飞行子系统、充电子系统、大高度飞行子系统，