巡检无人机车队灾备车载应急充电方法技术

本发明专利技术涉及一种巡检无人机车队灾备车载应急充电方法。当车辆处于行进途中时，智能充电电路板控制蓄电池组通过智能充电电路板的DC/DC充电模块为无人机锂电池进行充电，同时蓄电池组过DC/AC模块为灾备应急人员携带的220V交流电设备进行充电；当车辆停于灾备现场时，智能充电电路板控制车载发电机通过AC/DC模块、智能充电电路板的DC/DC充电模块为无人机锂电池进行充电，同时车载发电机过AC/DC模块为蓄电池组进行充电；当检测到机柜内温度大于阈值，或监测到机柜内出现包括烟火的情况时，智能充电电路板控制风扇启动。本发明专利技术有效提高无人机电池的利用效率，大幅扩大无人机的续航能力和巡航范围，对灾后无人机巡检起到重要的保障作用。

Inspection of UAV fleet emergency vehicle emergency charging method

The invention relates to a vehicle emergency charging method for inspecting UAV convoys disaster recovery. When the vehicle is on the way, the intelligent charging circuit board controls the battery group to charge the UAV lithium battery through the DC/DC charging module of the intelligent charging circuit board, while the battery group over DC/AC module recharges the 220V alternating current equipment carried by the disaster preparedness and emergency personnel; when the vehicle stops in the disaster field, the battery is intelligent charging electricity. The road board controls the vehicle generator to charge the unmanned aircraft lithium battery through the AC/DC module and the DC/DC charging module of the intelligent charging circuit board. At the same time, the over AC/DC module of the vehicle generator is charged for the battery group. The circuit board controls the fan start. The invention effectively improves the utilization efficiency of UAV batteries, greatly expands the endurance and cruise range of unmanned aerial vehicles, and plays an important role in ensuring the inspection of unmanned aerial vehicles after disaster.

【技术实现步骤摘要】
巡检无人机车队灾备车载应急充电方法
本专利技术涉及一种巡检无人机车队灾备车载应急充电方法。
技术介绍
随着国民经济和电力系统的快速发展，电网的规模也在不断扩大，近些年来，我国的架空输电线路覆盖区域越来越广。预计到2020年，输电线路总里程将达1.59×106km以上，但需要注意到的是,这些线路中有60%以上的都处于山区，野外环境对线路的影响主要体现在易发生导线断股腐蚀、绝缘子破损炸裂、杆塔倾斜和线路走廊安全距离不足等设备缺陷或通道安全隐患。如果不能及时发现并处理这些隐患，就可能会引发严重的事故，威胁电力系统的安全和稳定。当前，对线路的巡视主要还是以人工巡查为主，但由于野外环境状况复杂，传统的人工巡检需要耗费大量的时间、人力和财力，且效率低下。随着无人机技术的发展和应用，越来越多地电力企业开始采用无人机自动巡线。电力输电线和电力设备的无人机巡检具有迅速快捷、不受地形环境限制、工作效率高，事故发生小，安全性高、机动性和灵活性强，出勤率高等优点，是目前电力线和电力设备巡检的发展趋势。但是无人机巡检也存在续航能力差的缺点，在发生自然灾害后的灾后电力线路巡检中，需要无人机高强度、高频次启动巡检，现有的无人机充电装置难以满足灾后无人机应急充电的需求。开发巡检无人机车队的应急充电装置，对灾后无人机巡检具有十分重要的保障作用。无人机在巡视（检）时需要靠电池提供飞行动力，目前无人机电池的容量仅供巡航15分钟左右，当电池电量耗完时无人机需飞回充电，充电时间需要3-4小时。且无人机的电池充电寿命有限，平时维护时电池不能满电保存，一般是在确认巡检任务出发前进行充电，充电完成后出发巡检。这种工作模式在实际工作中存在一些问题，一个是野外往往不存在电池充电的条件，如果想长时间的巡检，需要提供多块的备用电池，成本高且灵活性受限制；二是如果遇到紧急情况需要外出巡检，必须先完成电池的充电才能出发，时间安排受到很大的限制。基于无人机巡视检过程中电池的应急充电需求，本专利技术研发一种用于野外巡检的无人机车队应急充电方法。该系统安装在野外应急作业车上，接到应急任务时，可以在奔赴应急任务现场途中对电池进行充电，到达巡检地点后还可以持续地对备用电池进行充电。该应急充电系统的应用不仅可以减少备用电池的数量，还可以有效地利用巡检途中时间，有效地提高无人机电池的利用效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种巡检无人机车队灾备车载应急充电方法，有效提高无人机电池的利用效率，减小备用电池数量，大幅扩大无人机的续航能力和巡航范围，对灾后无人机巡检起到重要的保障作用，此外，对其它无人机野外作业现场的电池能量持续供电也具有很好的保障作用。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种巡检无人机车队灾备车载应急充电方法，提供一巡检无人机车队灾备车载应急充电系统，其设有24V直流母线，该系统包括设于机柜内的AC/DC模块、DC/AC模块、温度检测单元、视频监控单元、散热单元、智能充电电路板、蓄电池组、车载发电机，所述智能充电电路板上设置有充电控制器及与该充电控制器连接的用于检测无人机锂电池状态的锂电池状态检测模块、用于控制温度检测单元工作状态的温度控制器、DC/DC充电模块；所述车载发电机通过航空插头、第一空气开关、AC/DC模块、第二空气开关连接至所述24V直流母线；所述蓄电池组通过第三空气开关与24V直流母线连接；所述DC/AC模块通过第四空气开关连接至所述24V直流母线；所述DC/DC充电模块通过第五空气开关连接至所述24V直流母线，所述温度控制器、散热单元、视频监控单元均连接至24V直流母线，所述第一至第五空气开关均连接至所述充电控制器；所述巡检无人机车队灾备车载应急充电方法实现如下，（1）当车辆处于行进途中时，充电控制器控制第三空气开关、第五空气开关闭合，蓄电池组即可通过DC/DC充电模块为无人机锂电池进行充电，同时充电控制器控制第四空气开关闭合，使得蓄电池组能够通过DC/AC模块为灾备应急人员携带的220V交流电设备进行充电；（2）当车辆停于灾备现场时，充电控制器控制第一空气开关、第二空气开关、第五空气开关闭合，车载发电机即可通过AC/DC模块、DC/DC充电模块为无人机锂电池进行充电；同时充电控制器控制第三空气开关、第四空气开关闭合，车载发电机能够通过AC/DC模块为蓄电池组充电，且车载发电机能够通过AC/DC模块、DC/AC模块为灾备应急人员携带的220V交流电设备进行充电；（3）当温度检测单元检测到机柜内温度大于阈值，或视频监控单元监测到机柜内出现包括烟火的情况时，充电控制器控制散热单元启动。在本专利技术一实施例中，所述机柜为三层机柜，所述散热单元为两个风扇，所述AC/DC模块、DC/AC模块设置于机柜顶层底板，机柜顶层两侧壁还设置有两个通风口，两个风扇分别设于该该两个通风口处，所述智能充电电路板设置于所述机柜第二层底板上，所述机柜第二层底板上还设置有用于放置需充电的无人机锂电池的锂电池充电槽，所述蓄电池组设置于所述机柜底层底板上。在本专利技术一实施例中，所述温度检测单元包括第一至第八温度传感器，所述视频监控单元包括第一至第三监控摄像头，所述第一温度传感器、第一监控摄像头设置于所述机柜顶层，所述第二至第七温度传感器、第二监控摄像头设置于所述机柜第二层，所述第八温度传感器、第三监控摄像头设置于所述机柜底层。在本专利技术一实施例中，所述第二至第七温度传感器均匀分布于所述机柜第二层。在本专利技术一实施例中，所述蓄电池组均由两个12V铅酸电池串联而成。在本专利技术一实施例中，所述AC/DC模块包括AC/DC主电路模块和AC/DC控制电路模块，所述AC/DC主电路模块包括依次连接的输入滤波模块、交错并联PFC整流模块、全桥LLC谐振变换器模块、输出整流滤波模块，所述AC/DC主电路模块还包括辅助电源、PWM驱动电路模块，所述AC/DC控制电路模块包括控制模块、采样模块，所述控制模块通过采样模块采样所述AC/DC主电路模块的故障信号、电压电流信号，所述控制模块还通过所述辅助电源、PWM驱动电路模块与所述全桥LLC谐振变换器模块连接。在本专利技术一实施例中，所述交错并联PFC整流模块为交错并联BOOSTPFC电路；所述全桥LLC谐振变换器模块由全桥逆变电路、谐振网络及整流滤波网络三部分构成。在本专利技术一实施例中，所述控制模块为DSP数字处理器，其由TMS320F28035、TMS320F28033数字控制芯片组成，以分别控制所述全桥LLC谐振变换器模块和交错并联PFC整流模块。在本专利技术一实施例中，所述DC/AC模块包括DC/AC主电路模块和DC/AC控制电路模块，其中DC/AC主电路模块包括推挽升压电路和单相全桥逆变电路，DC/AC控制电路模块包括PWM驱动电路和SPWM驱动电路。在本专利技术一实施例中，所述PWM驱动电路采用UC2846芯片，所述SPWM驱动电路采用PIC18F2331芯片。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术有效提高无人机电池的利用效率，减小备用电池数量，大幅扩大无人机的续航能力和巡航范围，对灾后无人机巡检起到重要的保障作用，此外，对其它无人机野外作业现场的电池能量持续供电也具有很好的保障作用。附图说明图1为本专利技术巡检无人机车队灾备车载应急充电系统机柜结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种巡检无人机车队灾备车载应急充电方法，其特征在于：提供一巡检无人机车队灾备车载应急充电系统，其设有24V直流母线，该系统包括设于机柜内的AC/DC模块、DC/AC模块、温度检测单元、视频监控单元、散热单元、智能充电电路板、蓄电池组、车载发电机，所述智能充电电路板上设置有充电控制器及与该充电控制器连接的用于检测无人机锂电池状态的锂电池状态检测模块、用于控制温度检测单元工作状态的温度控制器、DC/DC充电模块；所述车载发电机通过航空插头、第一空气开关、AC/DC模块、第二空气开关连接至所述24V直流母线；所述蓄电池组通过第三空气开关与24V直流母线连接；所述DC/AC模块通过第四空气开关连接至所述24V直流母线；所述DC/DC充电模块通过第五空气开关连接至所述24V直流母线，所述温度控制器、散热单元、视频监控单元均连接至24V直流母线，所述第一至第五空气开关均连接至所述充电控制器；所述巡检无人机车队灾备车载应急充电方法实现如下，（1）当车辆处于行进途中时，充电控制器控制第三空气开关、第五空气开关闭合，蓄电池组即可通过DC/DC充电模块为无人机锂电池进行充电，同时充电控制器控制第四空气开关闭合，使得蓄电池组能够通过DC/AC模块为灾备应急人员携带的220V交流电设备进行充电；（2）当车辆停于灾备现场时，充电控制器控制第一空气开关、第二空气开关、第五空气开关闭合，车载发电机即可通过AC/DC模块、DC/DC充电模块为无人机锂电池进行充电；同时充电控制器控制第三空气开关、第四空气开关闭合，车载发电机能够通过AC/DC模块为蓄电池组充电，且车载发电机能够通过AC/DC模块、DC/AC模块为灾备应急人员携带的220V交流电设备进行充电；（3）当温度检测单元检测到机柜内温度大于阈值，或视频监控单元监测到机柜内出现包括烟火的情况时，充电控制器控制散热单元启动。...

【技术特征摘要】
1.一种巡检无人机车队灾备车载应急充电方法，其特征在于：提供一巡检无人机车队灾备车载应急充电系统，其设有24V直流母线，该系统包括设于机柜内的AC/DC模块、DC/AC模块、温度检测单元、视频监控单元、散热单元、智能充电电路板、蓄电池组、车载发电机，所述智能充电电路板上设置有充电控制器及与该充电控制器连接的用于检测无人机锂电池状态的锂电池状态检测模块、用于控制温度检测单元工作状态的温度控制器、DC/DC充电模块；所述车载发电机通过航空插头、第一空气开关、AC/DC模块、第二空气开关连接至所述24V直流母线；所述蓄电池组通过第三空气开关与24V直流母线连接；所述DC/AC模块通过第四空气开关连接至所述24V直流母线；所述DC/DC充电模块通过第五空气开关连接至所述24V直流母线，所述温度控制器、散热单元、视频监控单元均连接至24V直流母线，所述第一至第五空气开关均连接至所述充电控制器；所述巡检无人机车队灾备车载应急充电方法实现如下，（1）当车辆处于行进途中时，充电控制器控制第三空气开关、第五空气开关闭合，蓄电池组即可通过DC/DC充电模块为无人机锂电池进行充电，同时充电控制器控制第四空气开关闭合，使得蓄电池组能够通过DC/AC模块为灾备应急人员携带的220V交流电设备进行充电；（2）当车辆停于灾备现场时，充电控制器控制第一空气开关、第二空气开关、第五空气开关闭合，车载发电机即可通过AC/DC模块、DC/DC充电模块为无人机锂电池进行充电；同时充电控制器控制第三空气开关、第四空气开关闭合，车载发电机能够通过AC/DC模块为蓄电池组充电，且车载发电机能够通过AC/DC模块、DC/AC模块为灾备应急人员携带的220V交流电设备进行充电；（3）当温度检测单元检测到机柜内温度大于阈值，或视频监控单元监测到机柜内出现包括烟火的情况时，充电控制器控制散热单元启动。2.根据权利要求1所述的巡检无人机车队灾备车载应急充电方法，其特征在于：所述机柜为三层机柜，所述散热单元为两个风扇，所述AC/DC模块、DC/AC模块设置于机柜顶层底板，机柜顶层两侧壁还设置有两个通风口，两个风扇分别设于该该两个通风口处，所述智能充电电路板设置于所述机柜第二层底板上，所述机柜第二层底板上还设置有用于放置需充电的无人机锂电池的锂电池充电槽，所述蓄电池组设置于所述机柜底层底板上。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金平，吴元忠，苏两河，张梅霞，刘毅，包景云，林菁，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，国家电网公司，福建省电力有限公司泉州电力技能研究院，
类型：发明
国别省市：福建,35