[发明专利]一种高压系留无人机系统的机载后备电池保护策略

说明书

本发明公开了一种高压系留无人机系统的机载后备电池保护策略，系留无人机电机选用高压直接驱动的无刷电机；系留无人机系统工作在高压输电直接供给电机的模式，同时机载端保留低压后备电池；机载端保留有高压转低压双向电源模组；电源模组的输出用于后备电池组件充电及系留无人机系统航电部分供电，充电功率可控；当高压输入异常，电源迅速切换工作模式，低压转换为高压的反向工作模式，这种逆向工作模式下，转换的电能用于高压电机供电；本方案，将高压直接供给电机的系留无人机系统中，实现低压后备电池无缝切入，电能利用效率较高；实现系留无人机系统在地面供电系统异常及系留缆破损的的情况下安全迫降的方案。

技术领域

本发明涉及系留无人机后备电池保护策略、系留无人机及系统供电策略，本发明并不局限系留无人机，其他高压输电动力设备，系留缆传输电能的安全供电系统均属于本发明涉及范畴。

背景技术

系留无人机系统是一种采用地面供电，机载大功率电源完成高压转低压的系统。为了降低线损，通常采用的方式是地面AC220V或者AC380V输入转换为DC400-DC1000V或者以上电压，该电压通过系留缆传输至无人机机载端，传输距离可达100米至300米。

系留无人机系统搭载了机载大功率电源模组，通常电源模组功率为3KW至20KW之间，该电源模组的输入电压为地面端的输出电压，通常为DC300-DC1000V。机载大功率电源输出电压为6s/12s(25.2V、50.4V)。输出的低压直接供给无人机低压电机。

这种应用方式下，系留无人机是处于8小时以上的滞空飞行状态，对机载电源的可靠性要求非常高，一旦机载电源异常，直接发生坠机事故，所以一般机载端备有后备电池组件，电池电压常规为25.2V或者50.4V(6s/12s串联电池组)。由于这种应用方式下，属于机载高压转低压，可以兼容常规后备电池，具有一定的安全性，但是机载电源的工作在大功率输出模式，散热设计带来的重量超标对系统的影响较大，为此我们考虑去掉大功率机载电源。去除高压机载电源，地面输送的高压电直接驱动高压电机，这种方式下可以一定程度提高系统可靠性，带来的问题是高压电机无法使用后备电池，因为电池从安全性考虑，机载端不会搭载超过400V至1000V的电池组件，即便有这种电池组件，充电管理也属于非常规。所以此种去除高压机载电源的应用方式直接导致系统无后备电池运行，安全性降低。

无论上述两种哪一种情况，都存在地面升压电源故障无输出或者系留线缆断裂的情况，这种情况如果机载没有后备电池进行短时间供电迫降，也会直接发生坠机事故。

为了解决高压系留无人机系统无法利用常规后备电池的弊端，我们亟需一种能够搭载低压后备电池，且工作方式兼容高压系留无人机系统的实现方案。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高压系留无人机系统的机载后备电池保护策略，在高压直接供给电机的系留无人机系统中，实现低压后备电池无缝切入。实现系留无人机系统在地面供电系统异常及系留缆破损的的情况下安全迫降的方案。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高压系留无人机系统的机载后备电池保护策略，具体包括如下步骤：

S1.系留无人机电机选用高压直接驱动的无刷电机；

S2.系留无人机系统工作在高压输电直接供给电机的模式；同时机载端保留低压后备电池；机载端保留有高压转低压双向电源模组；

S3.电源模组的输出用于后备电池组件充电及系留无人机系统航电部分供电，充电功率可控；

S4.当高压输入异常，电源迅速切换工作模式，低压转换为高压的反向工作模式，这种逆向工作模式下，转换的电能用于高压电机供电；