[发明专利]一种长航时无人机油电混合动力系统及控制方法

权利要求书

1.一种长航时无人机油电混合动力系统，包括传感器组、飞行控制系统、蓄能锂电池组件、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；所述飞行控制系统根据传感器组提供的信息，控制蓄能锂电池组件、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蓄能锂电池组件提供电能；所述的飞行控制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，其特征在于： 所述的起飞子系统，检测到无人机处于起飞状态时，通过飞行控制系统控制发电系统和蓄能锂电池组件同时工作以提供起飞过程中的电能；所述蓄能锂电池组件提供飞机起飞过程中的电能是发电系统提供电能的至少一倍；所述发电系统提供的电能包括发电系统在飞机起飞过程中的极限超载电能； 所述的正常飞行子系统，检测到无人机处于正常飞行时，所述飞行控制系统同时控制发电系统提供推力螺旋浆需要的电能和对蓄能锂电池组件充电； 所述的重启动系统，检测到飞机从大高度下降为普通高度时，通过飞行控制系统控制发电系统的重启动，并由发电系统再次为推力螺旋桨电动机和蓄能锂电池组件供电； 所述的大高度飞行子系统，检测到高度高于额定值时，通过飞行控制系统控制发电系统停止工作，由蓄能锂电池组件提供大高度飞行时的动力；

所述的发电系统包括发动机、发电机、整流器，所述的发动机为4冲程定常转速低油耗汽油发动机，所述的发电机为带有发电-再启动模块的发电机；所述推力螺旋桨电动机采用在某个定常速度范围内功率/重量比大于1的电动机；

所述飞行控制系统包括充电子系统，所述充电子系统包括电量采集单元，用于采集蓄能锂电池组件的当前电量；电量判断单元，当无人机处于正常飞行状态时，电量判断单元被启动，电量判断单元判断当前电量处于非满电状态时输出充电信号；执行单元，响应充电信号控制发电系统对蓄能锂电池组件进行充电。

2.根据权利要求1所述的一种长航时无人机油电混合动力系统，其特征在于：所述传感器组包括飞行高度仪，连接飞行控制系统用于检测当前高度并输出高度信号；环境传感器，连接飞行控制系统，所述环境传感器包括空气温湿度传感器、空气粘度传感器、风速传感器。

3.根据权利要求1所述的一种长航时无人机油电混合动力系统，其特征在于：所述起飞子系统包括超载判断单元，所述超载判断单元用于判断飞机起飞过程中发电系统提供推力螺旋桨电动机所需要的电能是否达到超载极限，如果未达到超载极限电能，则由发电系统继续提供起飞电能，如果发电系统达到超载极限电能，则启动蓄能锂电池组件同时为飞起提供起飞电能。

4.根据权利要求3所述的一种长航时无人机油电混合动力系统，其特征在于：所述大高度飞行子系统包括比较单元，当飞行高度大于额定值时，所述比较单元输出高空信号；所述飞行控制系统接收高空信号后控制发电系统停止工作，由所述蓄能锂电池组件提供飞行时的电能。