CN203596648U - 一种无人机集成化轻型启动电源 - Google Patents
一种无人机集成化轻型启动电源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203596648U CN203596648U CN201320817443.0U CN201320817443U CN203596648U CN 203596648 U CN203596648 U CN 203596648U CN 201320817443 U CN201320817443 U CN 201320817443U CN 203596648 U CN203596648 U CN 203596648U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power supply
- module
- super capacitor
- capacitor module
- control switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 208000020442 loss of weight Diseases 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本实用新型的一种无人机集成化轻型启动电源，包括超级电容器模块（1）、充电模块（2）、电压显示模块（3）、显示控制开关（4）、启动控制开关（5）、接触器（6）、充电接口（7）和放电接口（8）；电压显示模块（3）由超级电容器模块（1）供电，供电和信号线路上串联显示控制开关（4）；放电回路中，超级电容器模块（1）与放电接口（8）之间串联接触器（6），接触器（6）由超级电容器模块（1）供电，供电线路上串联启动控制开关（5）；充电回路中，市电输入充电模块（2），充电模块（2）的输出直接连接到超级电容器模块（1）的正负端。本实用新型具有功率密度高、充电时间短、循环寿命长、环境适应性好等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于启动电源技术领域，特别涉及一种能用于无人机发动机的电启动的启动电源。
背景技术
无人机发动机的电启动一般由地面启动电源实现。地面启动电源是无人机***的重要保障设备之一，其性能的优劣直接影响无人机***的正常工作和军事战备。
目前常用的无人机发动机地面启动电源大多为蓄电池，然而蓄电池的化学特性和较大的输出内阻使得启动所产生的瞬间电流会造成蓄电池很大的电压降，致使其输出电流变小，瞬间功率达不到启动要求。同时，长期大电流放电还会对蓄电池造成极大伤害，性能变差，寿命缩短，甚至损坏。蓄电池的环境适应性也一直是难以解决的问题，在低温等恶劣环境下，蓄电池的放电能力会明显下降，内阻急剧增加，使启动***无法正常大功率运转。此外，蓄电池需要定期维护和更换，这大大耗费了用户的人力资源，提高了***维护和运行成本。
目前已有一些基于超级电容器的启动电源用于坦克、装甲车发动机的启动。受重量的限制，这些启动电源的容量有限，其内部的超级电容器需要频繁充电，需要专门配备充电器与其配合使用，这就增加了保障设备的数量，不便于使用，也不利于装备管理。
为解决目前所存在问题，从改善无人机的启动性能、便于使用、节约人力资源、节省成本等方面来考虑，研制一种体积小、重量轻、性能优异、适应能力强、寿命长、成本低、综合化和标准化程度高的无人机发动机地面启动电源是十分必要的。
实用新型内容
本实用新型的目的是，克服现有技术的不足，提供一种体积小、重量轻、性能优异、适应能力强、寿命长、成本低、综合化和标准化程度高的无人机集成化轻型启动电源。
本实用新型的技术解决方案是，一种无人机集成化轻型启动电源，包括超级电容器模块、充电模块、电压显示模块、显示控制开关、启动控制开关、接触器、充电接口和放电接口；电压显示模块由超级电容器模块供电，供电和信号线路上串联显示控制开关；放电回路中，超级电容器模块与放电接口之间串联接触器，接触器由超级电容器模块供电，供电线路上串联启动控制开关；充电回路中，市电输入充电模块，充电模块的输出直接连接到超级电容器模块的正负端。
所述超级电容器模块选用容量为3000F的功率型超级电容器单体组模而成。
本实用新型与现有技术相比的优点如下：
（1）与基于蓄电池的无人机发动机启动电源相比，本实用新型采用超级电容器模块作为启动电源的能量存储单元，具有功率密度高、充电时间短、循环寿命长、环境适应性好等优点，还可以有效地节约用户方的人力资源，节省使用和维护所产生的费用。
（2）与仅包含超级电容器的装甲车发动机启动电源相比，该启动电源不需外接充电器，接入市电即可对其进行充电，更便于用户使用和管理，提高了保障设备的综合化和标准化程度，更加适用于无人机等装备的保障需求。
（3）本实用新型提出的无人机发动机启动电源设计中权衡了设备重量和电源容量指标，在启动电源内部集成了轻型充电器，并设计合理的充电时间和充电电流参数，在保证功能和性能的前提下节省重量。
附图说明
图1为本实用新型的***组成框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型的一种无人机集成化轻型启动电源，包括超级电容器模块1、充电模块2、电压显示模块3、显示控制开关4、启动控制开关5、接触器6、充电接口7和放电接口8。其中超级电容器模块1是启动电源的能量存储单元；充电模块2负责为超级电容器充电；电压显示模块3可以实时显示超级电容器模块的电压；显示控制开关4负责控制电压显示模块3供电线路的通断；启动控制开关5和接触器6负责电源输出的控制和执行。
电压显示模块3由超级电容器模块1供电，供电和信号线路上串联显示控制开关4；放电回路中，超级电容器模块1与放电接口8之间串联接触器6，接触器6由超级电容器模块1供电，供电线路上串联启动控制开关5；充电回路中，市电输入充电模块2，充电模块2的输出直接连接到超级电容器模块1的正负端。
本实施例中，某无人机发动机起动机的额定功率为0.7kW/12V。发动机启动时的峰值电流为240A，峰值电流持续时间约为1s；稳态电流为60A，持续时间约为4s。为了满足使用要求，超级电容器模块1应满足发动机10次启动所需的能量。
超级电容器模块1选用容量为3000F的功率型超级电容器单体组模而成。该单体的额定电压为2.7V，启动电源的工作电压范围为10V～15V，为了充分发挥超级电容器模块1的性能，延长使用寿命，一般需要降额使用。按单体充电截止电压为2.5V计算，需要串联的单体电容数量为ns≥15/2.5=6。故超级电容器模块1在组模时，至少需要使用6只串联才能满足启动电源的电压平台要求。
a）发动机启动10次所需的总能量Et为：
Et=（240×1+60×4）×12×10=57600J；
b）如果采用6串2并的方式组成超级电容器模块1，启动电源电压从15V将到10V所释放的能量E为：
E=0.5C（U1 2-U2 2）=0.5×3000/6×2×（152-102）=62500J；
其中C为超级电容器模块1的容量，U1为启动电源的额定电压，U2为启动电源的截止电压。上述计算表明6串2并组成的超级电容器模块1的容量可以满足使用要求。
为了提高无人机***保障设备使用的便捷性，满足保障设备简单化、综合化和通用化的设计要求，启动电源内部集成了轻型的充电模块2，无需专门配备外部充电器。充电模块2使用市电供电，供电接口为通用的交流220V三芯插座，无需专用的供电线缆。
为了使启动电源的重量更轻，需要设计适宜的充电参数，在保证启动电源充电时间可接受的前提下，减轻充电模块2的重量。根据设计要求，启动电源的充电时间应控制在10分钟以内。根据使用经验，选用最大充电电流为15A的充电器可以满足要求，重量可控制在1kg以内。经过测试，该充电器将超级电容器1由0V充满需要7分钟。
该充电器的工作模式为“恒流-恒压”，先以恒定电流将超级电容器模块1充至预定的电压值，然后以很小的充电电流将超级电容器模块1的电压稳定在恒定值。该充电器在保证不对超级电容器造成过大冲击的前提下，能够实现快速充电，并可以补充超级电容器自放电造成的能量损失。
为了使启动电源更轻，便于单人携带，本实用新型设计初始便对各功能模块的重量进行分配，在所限制的重量范围内选用适宜的材料和器件，尽可能做到减重。启动电源重量分配情况如表1所示：
表1
| 序号 | 项目 | 重量（kg） |
| 1 | 启动电源箱体 | 2 |
| 2 | 超级电容器模块 | 6.5 |
| 3 | 充电模块 | 1 |
| 4 | 开关、接触器、接口、表头、导线等 | 1.5 |
| 5 | 总计 | 11 |
本实用新型中启动电源外壳由厚度为1.5mm或1mm的铝板组装而成，包括前面板、后面板、盖和底板。前、后面板上有电压显示模块3、显示控制开关4、启动控制开关5、放电接口8和充电接口7。起动电源内部分为上、下两层结构，超级电容器模块1在启动电源内部的下方，充电模块2和接触器6在上方，固定在1mm厚的钢板上。启动电源顶部固定有伸缩提手，方便提拿。
该启动电源作为某型无人机发动机地面启动电源可以代替蓄电池使用，也可以有效地解决超级电容器使用中的不便。该启动电源也可以用于其他飞机、坦克、装甲车等发动机的电启动。
当然，对本实用新型的各组成部件、位置关系及连接方式在不改变其功能的情况下，进行的等效变换或替代，也落入本实用新型的保护范围。
本实用新型未公开技术属本领域技术人员公知常识。
Claims (2)
1.一种无人机集成化轻型启动电源，其特征在于：包括超级电容器模块（1）、充电模块（2）、电压显示模块（3）、显示控制开关（4）、启动控制开关（5）、接触器（6）、充电接口（7）和放电接口（8）；电压显示模块（3）由超级电容器模块（1）供电，供电和信号线路上串联显示控制开关（4）；放电回路中，超级电容器模块（1）与放电接口（8）之间串联接触器（6），接触器（6）由超级电容器模块（1）供电，供电线路上串联启动控制开关（5）；充电回路中，市电输入充电模块（2），充电模块（2）的输出直接连接到超级电容器模块（1）的正负端。
2.根据权利要求1的一种无人机集成化轻型启动电源，其特征在于：所述超级电容器模块（1）选用容量为3000F的功率型超级电容器单体组模而成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320817443.0U CN203596648U (zh) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | 一种无人机集成化轻型启动电源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320817443.0U CN203596648U (zh) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | 一种无人机集成化轻型启动电源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203596648U true CN203596648U (zh) | 2014-05-14 |
Family
ID=50677506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320817443.0U Expired - Lifetime CN203596648U (zh) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | 一种无人机集成化轻型启动电源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203596648U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106681309A (zh) * | 2017-02-15 | 2017-05-17 | 合肥市融宇电子有限公司 | 一种无人机综合测试平台 |
| CN107895990A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-04-10 | 郑州瑞源泰科技有限公司 | 智能超级电容器组电源 |
| CN108778929A (zh) * | 2017-05-10 | 2018-11-09 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 电池管理***、电池和无人飞行器 |
-
2013
- 2013-12-11 CN CN201320817443.0U patent/CN203596648U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106681309A (zh) * | 2017-02-15 | 2017-05-17 | 合肥市融宇电子有限公司 | 一种无人机综合测试平台 |
| CN106681309B (zh) * | 2017-02-15 | 2019-08-23 | 合肥市融宇电子有限公司 | 一种无人机综合测试平台 |
| CN108778929A (zh) * | 2017-05-10 | 2018-11-09 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 电池管理***、电池和无人飞行器 |
| CN107895990A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-04-10 | 郑州瑞源泰科技有限公司 | 智能超级电容器组电源 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201457272U (zh) | 一种车辆启动装置 | |
| CN202737555U (zh) | 船舶用复合能源装置及设置有复合能源装置的船舶 | |
| CN201805259U (zh) | 一种锂离子电池组供电电源 | |
| CN203596648U (zh) | 一种无人机集成化轻型启动电源 | |
| AU2015101163A4 (en) | A control system for energy storage | |
| CN201723350U (zh) | 一种便携式发动机启动电源 | |
| CN105048589A (zh) | 储能式大功率电动汽车充电站 | |
| CN202545087U (zh) | 带有超级电容器模块的汽车紧急启动装置 | |
| CN103475055A (zh) | 一种复合启动电源及其电路控制方法 | |
| CN206765825U (zh) | 一种便携的新能源汽车通用双向充放电装置 | |
| CN205986263U (zh) | 一种内燃机启动用超级电容器和锂电池复合型电池 | |
| CN210164557U (zh) | 一种大功率启动电源 | |
| CN202352792U (zh) | 便携式锂电池储能光伏发电装置 | |
| CN205646974U (zh) | 瞬态动力功率补偿器 | |
| CN203871899U (zh) | 电动车动力电池储能型移动充电器 | |
| CN202374030U (zh) | 车用太阳能dc-dc转换器 | |
| CN201690263U (zh) | 浪涌电池 | |
| CN102610864A (zh) | 一种延长铅酸电池使用寿命的方法 | |
| CN202260579U (zh) | 一种用于混合动力机车的充电装置 | |
| CN204020772U (zh) | 用于车辆底盘的储、用分离式锂电池机构 | |
| CN202550017U (zh) | 一种电动汽车用的混合电池组 | |
| CN202374001U (zh) | 便携式超级电容电源 | |
| CN203014649U (zh) | 无燃料发电装置 | |
| CN207166136U (zh) | 一种飞机地面电源车 | |
| CN105914860A (zh) | 一种组合式超级电池及其供电方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170116 Address after: 065500 Guan Industrial Park, Hebei, Langfang Patentee after: CAIHONG DRONE TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 100074 Beijing, Fengtai District Yungang West Road, No. 17 Patentee before: CHINA ACADEMY OF AEROSPACE AERODYNAMICS |
|
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140514 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |