[发明专利]用于无人机的燃料电池供电系统及其电调能馈吸收利用电路和电调能馈吸收利用方法

说明书

本发明提供了一种用于无人机的燃料电池供电系统及其电调能馈吸收利用电路和电调能馈吸收利用方法,其中用于无人机的燃料电池供电系统包括至少一燃料电池电堆、一电调能馈吸收利用电路和一备用可充电电池，其中所述电调能馈吸收利用电路的输入端被电连接于所述燃料电池堆的输出端，所述能馈吸收利用电路的输出端电连接于所述被备用可充电电池，所述能馈吸收利用电路用于电连接一电调，监控所述电调能馈，并且将所述电调能馈吸收存储至所述备用可充电电池，从而降低系统电压至安全范围。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及一种用于无人机的燃料电池供电系统及其电调能馈吸收利用电路和电调能馈吸收利用方法。

背景技术

无人机系统中，当电机停转或者转速突然减小时，在电机的电源端会产生较大的瞬态能量，电调可以通过恰当的算法将该能量回馈到电调的输入端，即电调能馈。但是，如果不能及时的对该能馈进行处理，它就会叠加在系统电压上，使系统电压不断升高，回馈能量越大，系统电压就会被抬升的越高，这样当电压超过系统内该电源线上其他元器件的最大使用电压时，就可能导致元器件的损坏，以致于系统的崩溃。

传统无人机系统大都采用锂电池供电，当能馈产生时，锂电池可以及时的吸收这些能馈，不存在系统电压抬升过高的情况，同时还能提高系统效率，这也是为什么现在无人机电调算法都在向高能馈效率方向发展的原因。

但是，对于燃料电池供电的无人机系统，由于系统电压输出端没有与之直接相连的锂电池，当能馈发生时，就需要通过一种办法去消除能馈，最好是将该能馈存储起来再给系统使用，在保证电源可靠性的同时也提高了系统效率。

在电调的电机控制算法中，不对能馈方面进行处理，使电机在停转或者转速突然减小时，电调的输入端不产生能馈。

电调的能馈如果存储起来，时间长了将会是不小的能量，对于无人机这种飞行时长受限于系统功率的系统而言将会是一个很好的补充。同时，随着无人机技术的发展，电调带能馈功能将是一种技术方向，并且能馈的效率还会进一步提高，不带能馈的电调势必会被市场所淘汰。

有些无人机用燃料电池供电系统，为了消除电调能馈，在系统输出端接一风扇或者电阻等较大功率的负载90P，如图1所示，这样，当电机94P的电源端产生较大的瞬态能量，电调93P将能量回馈到电调93P的输入端，即有能馈产生时，能馈会导致系统电压升高，当系统电压高于某一值(燃料电池电堆91P的电压和备用锂电池92P的电压的较高者)时，该负载90P的电源由能馈提供，这样就可将能馈消耗，拉低升高的系统电压至安全值。

但是，上述方法由于无法判断能馈什么时候产生，因此负载90P需要一直挂接在系统电压上，只要系统运行，负载90P就要受电。同时，由于不知道每次能馈的大小，只能按预估的最大能馈来设计，这样，就需要一个较大的负载90P，负载90P小了只能消除部分能馈，系统电压还是会升高，但是负载90P大了一直在消耗功率，对系统效率不利。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于无人机的燃料电池供电系统及其电调能馈吸收利用电路和电调能馈吸收利用方法，通过能馈吸收利用电路，可实时的监控能馈，并吸收能馈至可充电电池，从而拉低系统电压至安全值，保证系统电压的可靠性和安全性，同时，将能馈存储起来再利用，提高系统的效率。

本发明的另一目的在于提供一种用于无人机的燃料电池供电系统及其电调能馈吸收利用电路和电调能馈吸收利用方法，能够控制电调能馈对系统电压、元器件以及整个系统的影响，提高了系统的可靠性和效率。

本发明的另一目的在于提供一种用于无人机的燃料电池供电系统及其电调能馈吸收利用电路和电调能馈吸收利用方法，能够通过对系统电压的采样、比较来判断是否发生能馈。

本发明的另一目的在于提供一种用于无人机的燃料电池供电系统及其电调能馈吸收利用电路和电调能馈吸收利用方法，能够通过对系统电流的采样、比较来判断是否发生能馈。