電源裝置及無人機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及電源裝置及使用電源裝置的無人機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]無人機(jī)是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的飛行器，包括無人直升機(jī)、無人固定翼機(jī)、無人多旋翼飛行器、無人飛艇等。采用的動(dòng)力裝置包括航空發(fā)動(dòng)機(jī)(例如活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)、渦噴式發(fā)動(dòng)機(jī)、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī))或電機(jī)。無人機(jī)具有機(jī)動(dòng)靈活、反應(yīng)速度快、無人飛行，可精確控制以及操作要求低等優(yōu)點(diǎn)。通過搭載各類傳感器和拍攝設(shè)備，無人機(jī)可以執(zhí)行影像拍攝和傳輸、高危地區(qū)探測功能。目前，無人機(jī)已經(jīng)在眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
[0003]無人機(jī)的電源裝置是其重要組成部分。電源裝置為主控模塊及外圍電路供電。小型無人機(jī)的動(dòng)力裝置為電機(jī)，因而電源裝置還需要為電機(jī)供電。在現(xiàn)有的無人機(jī)中，電源裝置一般為可充電電池，例如鋰電池?？沙潆婋姵卮嬖谥芰棵芏扔邢?，續(xù)航時(shí)間短的問題。如果在飛行中可充電電池失效，則無人機(jī)可能墜毀，存在著安全性問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種電源裝置及無人機(jī)，能夠提高無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間，并實(shí)現(xiàn)了電源的冗余備份。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供一種電源裝置，用于經(jīng)由輸出端為主電路供電，其特征在于，包括:燃料電池;DC-DC變換器，用于將所述燃料電池的功率輸出變換為充電電流；以及在所述DC-DC變換器和所述輸出端之間并聯(lián)的多個(gè)電池支路，其中，所述多個(gè)電池支路分別包括依次串聯(lián)的第一開關(guān)、可充電電池和第二開關(guān)，所述第一開關(guān)連接至所述DC-DC變換器，所述第二開關(guān)連接至所述輸出端，在供電過程中，所述多個(gè)電池支路的至少一個(gè)電池支路的第二開關(guān)閉合。
[0006]優(yōu)選地，還包括電源管理模塊，所述電源管理模塊監(jiān)視所述多個(gè)電池支路中的可充電電池的電量，并且控制所述多個(gè)電池支路中的開關(guān)的斷開和閉合。
[0007]優(yōu)選地，所述電池管理模塊在檢測到所述多個(gè)電池支路中的一個(gè)電池支路中的可充電電池的電量高于第一閾值時(shí)，將所述一個(gè)電池支路的第一開關(guān)斷開且第二開關(guān)閉合。
[0008]優(yōu)選地，所述電池管理模塊在檢測到所述多個(gè)電池支路中的兩個(gè)或更多個(gè)電池支路中的可充電電池的電量高于第一閾值時(shí)，將所述兩個(gè)或更多個(gè)電池支路中的一個(gè)電池支路的第一開關(guān)斷開且第二開關(guān)閉合，以及將所述兩個(gè)或更多個(gè)電池支路中的其余電池支路的第一開關(guān)和第二開關(guān)均斷開。
[0009]優(yōu)選地，所述電池管理模塊在檢測到所述多個(gè)電池支路中的一個(gè)電池支路中的可充電電池的電量低于第一閾值時(shí)，將所述一個(gè)電池支路的第一開關(guān)閉合且第二開關(guān)斷開。
[0010]優(yōu)選地，所述電池管理模塊在檢測到所述多個(gè)電池支路中的可充電電池的電量均低于第一閾值時(shí)，將所述多個(gè)電池支路的第一開關(guān)斷開且第二開關(guān)閉合。
[0011]優(yōu)選地，所述電池管理模塊在檢測到所述多個(gè)電池支路中的可充電電池的電量均低于第一閾值，并且多個(gè)電池支路中的可充電電池的電量相等時(shí)，將所述多個(gè)電池支路的第一開關(guān)斷開且第二開關(guān)閉合。
[0012]優(yōu)選地，所述可充電電池為鋰離子電池。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種無人機(jī)，包括:如上所述的電源裝置、動(dòng)力裝置和主電路，其中所述電源裝置為所述動(dòng)力裝置和所述主電路中的至少一個(gè)供電。
[0014]優(yōu)選地，所述無人機(jī)為多旋翼飛行器，其中，所述動(dòng)力裝置為電機(jī)。
[0015]本實(shí)用新型的電源裝置，通過設(shè)置多個(gè)可充電電池為無人機(jī)供電，提高了無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電池的冗余備份，提高了安全性和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0016]通過以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚。
[0017]圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的多旋翼飛行器的驅(qū)動(dòng)電路的示意性框圖。
[0018]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電源裝置的示意性框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下基于實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行描述，但是本實(shí)用新型并不僅僅限于這些實(shí)施例。在下文對(duì)本實(shí)用新型的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本實(shí)用新型。為了避免混淆本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)，公知的方法、過程、流程、元件和電路并沒有詳細(xì)敘述。
[0020]此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。
[0021]同時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，在以下的描述中，“電路”是指由至少一個(gè)元件或子電路通過電氣連接或電磁連接構(gòu)成的導(dǎo)電回路。當(dāng)稱元件或電路“連接到”另一元件或稱元件/電路“連接在”兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間時(shí)，它可以是直接耦接或連接到另一元件或者可以存在中間元件，元件之間的連接可以是物理上的、邏輯上的、或者其結(jié)合。相反，當(dāng)稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時(shí)，意味著兩者不存在中間元件。
[0022]除非上下文明確要求，否則整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義;也就是說，是“包括但不限于”的含義。
[0023]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。此外，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0024]圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的多旋翼飛行器的驅(qū)動(dòng)電路的示意性框圖。該多旋翼飛行器作為無人機(jī)的一個(gè)實(shí)例。多旋翼飛行器的驅(qū)動(dòng)電路包括主控模塊101。主控模塊1I由電源裝置102供電，例如鋰電池。主控模塊101從接收機(jī)103接收遠(yuǎn)程控制指令或者回傳數(shù)據(jù)，以及產(chǎn)生控制信號(hào)，分別提供至電子調(diào)速模塊104a-104d以控制電機(jī)M1-M4的轉(zhuǎn)速。槳葉與電機(jī)相連接，一起組成螺旋槳。通過控制各螺旋槳的轉(zhuǎn)速能夠?qū)崿F(xiàn)各方向自由變軌和姿態(tài)調(diào)整。
[0025]在工作狀態(tài)，多旋翼系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)電機(jī)M1-M4的轉(zhuǎn)速來改變旋翼轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)升力變化以及控制飛行方向。在懸停狀態(tài)，電機(jī)Ml -M4的轉(zhuǎn)速保持在平衡轉(zhuǎn)速，使得旋翼產(chǎn)生的升力等于飛行器的自重。在垂直方向上移動(dòng)時(shí)，通過同時(shí)增加電機(jī)M1-M4的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)垂直上升，通過同時(shí)減小電機(jī)M1-M4的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)垂直下降。在水平方向上移動(dòng)時(shí)，減小沿著運(yùn)動(dòng)方向在前的第一個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、增加沿著運(yùn)動(dòng)方向在后的第二個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、同時(shí)維持其余兩個(gè)電機(jī)的平衡轉(zhuǎn)速，使得飛行器先發(fā)生一定程度的傾斜，然后產(chǎn)生向前運(yùn)動(dòng)的推力。
[0026]在現(xiàn)有技術(shù)的多旋翼系統(tǒng)中，電源裝置102包括可充電電池，例如鋰電池。在該系統(tǒng)中，電源裝置102為包括動(dòng)力裝置的整個(gè)系統(tǒng)供電。在可充電電池的電量耗盡時(shí)，多旋翼飛行器可能由于失去動(dòng)力或者失去控制而墜毀。因此，多旋翼飛行器的續(xù)航時(shí)間受到可充電電池的容量的限制。
[0027]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電源裝置102的示意性框圖。電源裝置102用于經(jīng)由輸出端為主電路1000供電。參照?qǐng)D2，本實(shí)用新型實(shí)施例的電源裝置102為混合電源系統(tǒng)，包括電源管理模塊1021、燃料電池1022、DC-DC變換器1023、第一電池支路以及第二電池支路，其中，第一電池支路和第二電池支路并聯(lián)在DC-DC變換器1023和輸出端之間。第一電池支路包括依次串聯(lián)的開關(guān)1024、第一可充電電池1026以及開關(guān)1028;第二電池支路包括依次串聯(lián)的開關(guān)1025、第二可充電電池1027以及開關(guān)1029。
[0028]電源裝置102經(jīng)由輸出端為主電路1000供電。在使用該電源裝置102的無人機(jī)為多旋翼飛行器的情形下，主電路1000包括圖1所示的主控模塊101、接收機(jī)103、電子調(diào)速模塊104a-104d。如果多旋翼飛行器搭載拍攝設(shè)備，則拍攝設(shè)備可以安裝在云臺(tái)上。電源裝置102為云臺(tái)供電，利