氢燃料無人機電池能量管理涉及哪些方面?
氢燃料無人機電池的发展诉求主要是解决无人机续航的问题,因为锂電池作为無人機電池的话,续航时间不是很理想,所以氢燃料电池应用于无人机就成了被关注的方法。
因爲無人機飛行所需的能量完全由電池性能較軟的氫燃料電池提供的話,無人機在複雜環境中實現姿態變換操作需要較大功率的電能,氫燃料電池很難滿足這一需求,所以无人机锂電池在无人机飞行过程中起到短时间内提供大功率的作用,这就成了一个混合动力系统的无人机,这样的话,無人機電池能量管理就变得复杂了很多,那么氢燃料無人機電池能量管理涉及哪些方面呢?
對于混合動力系統來說,系統控制器是核心技術之一;決定著系統是否能實現能量管理策略,一般來說,控制器主要由硬件電路和軟件兩部分組成。
(一)硬件電路
控制器硬件主要由电源、信号检测、锂電池充电、氢燃料电池控制等部分组成,各个部分的功能如下所示:
电源模块主要通过控制板与锂電池相接,并实现向锂電池供电,但需要根据不同模块的需求,对输入电压进行转换。
信號檢測模塊主要對電池輸出的電壓、電力以及環境進行檢測。
锂電池充电模块通过控制充电电流的大小,避免出现锂電池充电电流过大的问题,氢燃料电池控制模块则通过对PEMFC的工作环境和气体流量进行控制,从而保持氢燃料电池工作环境的稳定。
氢燃料电池和锂電池功率的输出则通过并流控制模块实现。
通訊模塊、數據存儲模塊、告警保護模塊則負責信息的傳輸、存儲以及系統異常報警工作[3]。
(二)軟件
控制器软件主要分为主程序设计和功能模块程序设计。主程序的功能主要包括系统的初始化、能量管理与控制、参数配置等。功能模块程序功能则负责实现数据的采集、通讯、存储、锂電池SOC估算等功能。
一般來說,中斷是主程序控制子程序的主要方式,分爲事件中斷和時間中斷兩種方式。當發生大電流等情況下,能夠利用觸發中斷相應事件,這就是事件中斷;時間中斷則是通過設定固定的時間間隔,對特定事件進行訪問,時間中斷可以在非緊急事件中實現主程序對子程序的控制。
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