氢燃料无人机电池能量管理涉及哪些方面?
氢燃料无人机电池的发展诉求主要是解决无人机续航的问题,因为锂电池作为无人机电池的话,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。
因为无人机飞行所需的能量完全由电池性能较软的氢燃料电池提供的话,无人机在复杂环境中实现姿态变换操作需要较大功率的电能,氢燃料电池很难满足这一需求,所以无人机锂电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,无人机电池能量管理就变得复杂了很多,那么氢燃料无人机电池能量管理涉及哪些方面呢?
对于混合动力系统来说,系统控制器是核心技术之一;决定着系统是否能实现能量管理策略,一般来说,控制器主要由硬件电路和软件两部分组成。
(一)硬件电路
控制器硬件主要由电源、信号检测、锂电池充电、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电池相接,并实现向锂电池供电,但需要根据不同模块的需求,对输入电压进行转换。
信号检测模块主要对电池输出的电压、电力以及环境进行检测。
锂电池充电模块通过控制充电电流的大小,避免出现锂电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。
氢燃料电池和锂电池功率的输出则通过并流控制模块实现。
通讯模块、数据存储模块、告警保护模块则负责信息的传输、存储以及系统异常报警工作[3]。
(二)软件
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、锂电池SOC估算等功能。
一般来说,中断是主程序控制子程序的主要方式,分为事件中断和时间中断两种方式。当发生大电流等情况下,能够利用触发中断相应事件,这就是事件中断;时间中断则是通过设定固定的时间间隔,对特定事件进行访问,时间中断可以在非紧急事件中实现主程序对子程序的控制。
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