[发明专利]适用于自主多功能服务飞行器的能量管理系统及方法

权利要求书

1.一种适用于自主多功能服务飞行器的能量管理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)通过下垂法计算出母线恒压控制电压基准值；

(2)由上位机注入或约定蓄电池恒压充电电压基准值；

(3)由上位机注入或约定蓄电池恒流充电电流基准值；

(4)采集一次母线输出电压值，经信息采集单元进入逻辑运算单元；

(5)采集太阳能调节单元的输出电流值，经信息采集单元进入逻辑运算单元；

(6)采集蓄电池的端电压值，经信息采集单元进入逻辑运算单元；

(7)采集蓄电池的充电电流值，经信息采集单元进入逻辑运算单元；

(8)采集太阳能电池阵的输出电压值，经信息采集单元进入逻辑运算单元；

(9)采集太阳能电池阵的输出电流值，经信息采集单元进入逻辑运算单元；

(10)通过母线恒压控制电压基准值与一次母线输出电压值做差得到差值，并将差值送入逻辑运算单元中的电压控制器得到电流参考信号，电流参考信号与太阳能调节单元的输出电流值做差送入逻辑运算单元中的电流控制器得到第一调制信号，实现电压-电流的双闭环控制；

(11)蓄电池恒流充电电流基准值与负载的电流采样值做和得到太阳能调节单元的电流参考值，并与太阳能调节单元的输出电流值做差送入逻辑运算单元中的电流控制器得到第二调制信号，实现蓄电池恒流充电控制；

(12)蓄电池恒压充电电压基准值与一次母线输出电压值做差送入逻辑运算单元中的电压控制器得到第三调制信号，实现蓄电池恒压充电控制；

(13)将太阳能电池阵的输出电压值与太阳能电池阵的输出电流值作为MPPT控制环的被控量，采用增量电导法计算出当前光照下最大功率点时电压基准值，并与太阳能电池阵的输出电压值做差，将差值送入逻辑运算单元得到第四调制信号，实现MPPT控制；

在步骤(1)中，母线恒压控制电压基准值的公式如下：

Vref1＝kf×Io+Vref；

其中，Vref1为母线恒压控制电压基准值；kf为下垂系数；Io为负载电流；Vref为未加入下垂法时母线恒压控制电压基准值；其中，

太阳能调节单元、蓄电池调节单元、母线电容阵Cbus、控制系统和负载Load均与一次母线相连接；

所述太阳能电池阵与所述太阳能调节单元相连接；

所述蓄电池与所述蓄电池调节单元相连接；

所述太阳能调节单元由太阳能电池阵供电，用于调节太阳能电池阵的输出功率；

所述蓄电池调节单元由蓄电池供电，进行蓄电池的充放电控制；

所述母线电容阵Cbus接在一次母线输出正回线之间，用于输出滤波和提供瞬时功率；

所述控制系统采集状态信息，根据状态信息输出控制信号，控制太阳能调节单元的开关管和蓄电池的充电开关管动作；

所述太阳能调节单元包括四个相同的DC/DC变换器；其中，四个相互独立的太阳能电池阵输出电压经相对应的DC/DC变换器后并联输出形成一次母线；

所述蓄电池调节单元包括充电开关管、充电二极管Dc和放电二极管Dd；其中，

充电开关管的漏极与一次母线相连接，充电开关管的源极与充电二极管Dc的阳极相连接，充电二极管Dc的阴极与蓄电池相连接；蓄电池与放电二极管Dd的阳极相连接，放电二极管Dd的阴极与一次母线相连接；

对蓄电池充电通路：一次母线电流进入充电开关管的漏极，从充电开关管的源极流出后进入充电二极管Dc的阳极，从充电二极管Dc的阴极流出后进入蓄电池；对蓄电池放电通路：蓄电池接放电二极管Dd的阳极，放电二极管Dd的阴极接一次母线。