向无人机提供电力的方法和系统技术方案

一种用于向无人机(UAV)提供电力的系统，及其制造和使用方法。由所述UAV的至少一个能量部件产生的热量可以被转换成电力。所述电力可以基于所述UAV的飞行状态和/或所述UAV的动力电池的放电状态向所述UAV提供。所述动力电池可以是所述UAV的主电源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】向无人机提供电力的方法和系统版权声明本专利文件的公开的一部分包含受到版权保护的材料。版权所有者不反对任何人对专利文献或专利公开的传真复制，因为它出现在专利和商标局的专利文件或记录中，但在其他方面保留所有版权。
所公开的实施例主要涉及移动平台，更具体地但不排他地涉及用于向无人机提供电力的方法和系统。
技术介绍
移动平台(例如无人机UAV)可用于执行针对各种应用的监视、侦察和勘探任务。热量管理对移动平台至关重要。例如，UAV可以由电池供电并将电能转换为机械能。然而，这种能量转换的效率可能受到限制，并且电能可能部分转化为热量，这些热量作为热能被浪费掉。此外，UAV的其他各种组件(例如电池、相机、视觉传感器等)在运行期间将会产生热量。因此，UAV可能会严重受热。这种受热将会显著影响UAV上的电子装置和电池的性能及使用寿命。通过安装风扇来为UAV降温可以减少加热。但是，风扇的运行将会增加UAV的功耗。此外，风扇的运行还会产生噪音，并且增加风扇还会增大UAV的尺寸，用户体验可能受到影响。另外，为了散热，UAV的外部结构需要考虑通风和材料的选择。UAV的设计选择可能受到很大限制。鉴于上述情况，有必要对移动平台进行热管理，以克服现有方法和设备的缺点
技术实现思路
根据本文公开的第一方面，提出了一种用于向无人机(UAV)提供电力的方法，包括：将由所述UAV的至少一个能量部件产生的热量转换成电力；以及基于所述UAV的飞行状态和/或所述UAV的动力电池的放电状态向所述UAV提供所述电力，其中，所述动力电池是所述UAV的主电源。在所公开的方法的示例性实施例中，提供所述电力包括向所述UAV提供补充电力。在所公开的方法的另一示例性实施例中，提供所述电力包括确定所述UAV的飞行状态。在的另一示例性实施例中，确定所述UAV的飞行状态包括确定所述UAV需要增强的电力输出。在所公开的方法的另一示例性实施例中，提供所述电力包括当所述UAV需要增强的电力输出时向所述UAV提供所述电力。在所公开的方法的另一示例性实施例中，提供所述电力包括确定所述UAV的所述动力电池的放电状态。在所公开的方法的另一示例性实施例中，确定放电状态包括确定所述动力电池为低电量、所述动力电池断开连接，和/或所述动力电池存在电力故障。在所公开的方法的另一示例性实施例中，提供所述电力包括当所述动力电池低于预设电池电力阈值时向所述UAV提供所述电力以补充所述动力电池。在所公开的方法的另一示例性实施例中，提供所述电力包括当所述动力电池断开连接时向所述UAV提供所述电力。在所公开的方法的另一示例性实施例中，提供所述电力包括当所述动力电池处于预选故障模式时向所述UAV提供所述电力。在所公开的方法的另一示例性实施例中，转换热量包括经由位于所述UAV上的半导体热电装置产生所述电力。在所公开的方法的另一示例性实施例中，产生所述电力包括：在位于所述UAV上的所述半导体热电装置的两个表面区域之间产生温度差；以及通过所述温度差产生所述电力。在所公开的方法的另一示例性实施例中，产生所述温度差包括加热所述半导体热电装置的第一表面区域。在所公开的方法的另一示例性实施例中，加热所述第一表面区域包括收集由所述UAV的所述动力电池产生的热量。在所公开的方法的另一示例性实施例中，收集热量包括经由集热器收集热量。在所公开的方法的另一示例性实施例中，加热所述第一表面区域包括将由所述集热器收集的热量传导到所述半导体热电装置的所述第一表面区域上。在所公开的方法的另一示例性实施例中，产生所述温度差包括冷却所述半导体热电装置的第二表面区域。在所公开的方法的另一示例性实施例中，冷却所述第二表面区域包括经由散热器冷却所述第二表面区域。在的另一示例性实施例中，冷却所述第二表面区域包括经由所述散热器从所述第二表面区域的至少一部分吸收热量。在的另一示例性实施例中，冷却所述第二表面区域包括通过与所述UAV相邻的空气冷却所述散热器。在所公开的方法的另一示例性实施例中，冷却所述散热器包括通过由所述UAV的一个或多个螺旋桨产生的气流来降低所述空气的温度。所公开的方法的示例性实施例还包括存储所产生的电力。在所公开的方法的另一示例性实施例中，存储所产生的电力包括对超级电容器充电。在所公开的方法的另一示例性实施例中，提供所述电力包括将来自所述超级电容器的存储电力提供给所述UAV的推进单元。在所公开的方法的另一示例性实施例中，提供所产生的电力包括控制由所述超级电容器提供的电力。在所公开的方法的另一示例性实施例中，控制供电包括经由微控制器单元(MCU)控制所述充电和/或所述供电。在所公开的方法的另一示例性实施例中，控制包括对所述超级电容器的电压和/或电流进行采样。在所公开的方法的另一示例性实施例中，控制包括基于所述采样来管理所述充电和/或所述供电。在所公开的方法的另一示例性实施例中，管理包括在第一时间启动所述充电并且在不同于所述第一时间的第二时间启动所述供电。根据本文公开的另一方面，提出了一种用于向无人机UAV提供电力的系统，包括：一个或多个处理器，单独地或共同被配置为：将由所述UAV的至少一个能量部件产生的热量转换成电力；以及基于所述UAV的飞行状态和/或所述UAV的动力电池的放电状态向所述UAV提供所述电力，其中，所述动力电池是所述UAV的主电源。在所公开的系统的示例性实施例中，所述一个或多个处理器被配置为将所述电力作为补充供电提供给所述UAV。在所公开的系统的另一示例性实施例中，所述一个或多个处理器被配置为确定所述UAV的飞行状态。在所公开的系统的另一示例性实施例中，所述UAV的飞行状态包括所述UAV是否需要增强的电力输出。在所公开的系统的另一示例性实施例中，所述一个或多个处理器被配置为当所述UAV需要增强的电力输出时向所述UAV提供所述电力。在所公开的系统的另一示例性实施例中，所述一个或多个处理器被配置为确定所述UAV的所述动力电池的放电状态。在所公开的系统的另一示例性实施例中，放电状态包括所述动力电池是否为低电量、所述动力电池是否断开连接和/或所述动力电池是否存在电力故障。在所公开的系统的另一示例性实施例中，所述一个或多个处理器被配置为当所述动力电池低于电池电力阈值时向所述UAV提供所述电力以补充所述动力电池。在所公开的系统的另一示例性实施例中，所述一个或多个处理器被配置为当所述动力电池断开连接时向所述UAV提供所述电力。在所公开的系统的另一示例性实施例中，所述一个或多个处理器被配置为当所述动力电池处于预选故障模式时向所述UAV提供所述电力。所公开的系统的另一示例性实施例还包括位于所述UAV上的用于产生所述电力的半导体热电装置。在所公开的系统的另一示例性实施例中，所述半导体热电装置设有用于捕获温度差的两个表面区域，以及其中所述半导体热电装置位于所述UAV上并且被配置为利用所述温度差产生电力。在所公开的系统的另一示例性实施例中，所述温度差通过加热所述半导体热电装置的第一表面区域来产生。在所公开的系统的另一示例性实施例中，通过收集由所述UAV的所述动力电池产生的热量来加热所述第一表面区域。所公开的系统的示例性实施例还包括用于收集由所述动力电池产生的热量的集热器。在所公开的系统的另一示例性实施例中，所述收集到的热量被传导到所述半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于向无人机(UAV)提供电力的方法，包括：将由所述UAV的至少一个能量部件产生的热量转换成电力；以及基于所述UAV的飞行状态和/或所述UAV的动力电池的放电状态向所述UAV提供所述电力，其中，所述动力电池是所述UAV的主电源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于向无人机(UAV)提供电力的方法，包括：将由所述UAV的至少一个能量部件产生的热量转换成电力；以及基于所述UAV的飞行状态和/或所述UAV的动力电池的放电状态向所述UAV提供所述电力，其中，所述动力电池是所述UAV的主电源。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述提供所述电力包括向所述UAV提供补充电力。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述提供所述电力包括确定所述UAV的飞行状态。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述确定所述UAV的飞行状态包括确定所述UAV需要增强的电力输出。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述提供所述电力包括当所述UAV需要增强的电力输出时向所述UAV提供所述电力。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述提供所述电力包括确定所述UAV的所述动力电池的放电状态。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述确定所述放电状态包括确定所述动力电池为低电量、所述动力电池断开连接和/或所述动力电池存在电力故障。8.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，其中所述提供所述电力包括当所述动力电池低于预设电池电力阈值时向所述UAV提供所述电力以补充所述动力电池。9.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，其中所述提供所述电力包括当所述动力电池断开连接时向所述UAV提供所述电力。10.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，其中所述提供所述电力包括当所述动力电池处于预选故障模式时向所述UAV提供所述电力。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述转换热量包括经由位于所述UAV上的半导体热电装置产生所述电力。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述产生所述电力包括：在位于所述UAV上的所述半导体热电装置的两个表面区域之间产生温度差；以及利用所述温度差产生所述电力。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述产生所述温度差包括加热所述半导体热电装置的第一表面区域。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述加热所述第一表面区域包括收集由所述UAV的所述动力电池产生的热量。15.根据权利要求14所述的方法，其中所述收集热量包括经由集热器收集热量。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述加热所述第一表面区域包括将由所述集热器收集的热量传导到所述半导体热电装置的所述第一表面区域上。17.根据权利要求12所述的方法，其中所述产生所述温度差包括冷却所述半导体热电装置的第二表面区域。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述冷却所述第二表面区域包括经由散热器冷却所述第二表面区域。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述冷却所述第二表面区域包括经由所述散热器从所述第二表面区域的至少一部分吸收热量。20.根据权利要求19所述的方法，其中所述冷却所述第二表面区域包括通过与所述UAV相邻的空气冷却所述散热器。21.根据权利要求20所述的方法，其中所述冷却所述散热器包括通过由所述UAV的一个或多个螺旋桨产生的气流来降低所述空气的温度。22.根据权利要求1至21中任一项所述的方法，还包括存储所产生的电力。23.根据权利要求22所述的方法，其中所述存储所产生的电力包括对超级电容器充电。24.根据权利要求23所述的方法，其中所述提供所述电力包括将所存储的电力从所述超级电容器提供给所述UAV的推进单元。25.根据权利要求23或24所述的方法，其中所述提供所产生的电力包括控制由所述超级电容器提供的电力。26.根据权利要求25所述的方法，其中所述控制所述供电包括经由微控制器单元(MCU)控制所述充电和/或所述供电。27.根据权利要求26所述的方法，其中所述控制包括对所述超级电容器的电压和/或电流进行采样。28.根据权利要求27所述的方法，其中所述控制包括基于所述采样来管理所述充电和/或所述供电。29.根据权利要求28所述的方法，其中所述管理包括在第一时间启动所述充电并且在不同于所述第一时间的第二时间启动所述供电。30.一种用于向无人机(UAV)提供电力的系统，包括：一个或多个处理器，单独地或共同地被配置为：将由所述UAV的至少一个能量部件产生的热量转换成电力；以及基于所述UAV的飞行状态和/或所述UAV的动力电池的放电状态向所述UAV提供所述电力，其中，所述动力电池是所述UAV的主电源。31.根据权利要求30所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置为将所述电力作为补充电力提供给所述UAV。32.根据权利要求30或31所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置为确定所述UAV的飞行状态。33.根据权利要求32所述的系统，其中所述UAV的飞行状态包括所述UAV是否需要增强的电力输出。34.根据权利要求30至33中任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置为当所述UAV需要增强的电力输出时向所述UAV提供所述电力。35.根据权利要求30至34中任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置为确定所述UAV的所述动力电池的放电状态。36.根据权利要求35所述的系统，其中所述放电状态包括是否所述动力电池为低电量、所述动力电池断开连接，和/或所述动力电池存在电力故障。37.根据权利要求30至36中任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置为当所述动力电池低于预设电池电力阈值时向所述UAV提供所述电力以补充所述动力电池。38.根据权利要求30至36中任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置为当所述动力电池断开连接时向所述UAV提供所述电力。39.根据权利要求30至36中任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置为当所述动力电池处于预选故障模式时向所述UAV提供所述电力。40.根据权利要求30至39中任一项所述的系统，还包括位于所述UAV上的用于产生所述电力的半导体热电装置。41.根据权利要求40所述的系统，其中所述半导体热电装置设有用于捕获温度差的两个表面区域，以及其中所述半导体热电装置位于所述UAV上并且被配置为利用所述温度差产生电力。42.根据权利要求引所述的系统，其中所述温度差通过加热所述半导体热电装置的第一表面区域而产生。43.根据权利要求42所述的系统，其中所述第一表面区域通过收集由所述UAV的所述动力电池产生的热量而得到加热。44.根据权利要求43所述的系统，还包括用于收集由所述动力电池产生的热量的集热器。45.根据权利要求44所述的系统，其中所述收集的热量被传导到所述半导体热电装置的所述第一表面区域上。46.根据权利要求41所述的系统，其中所述温度差通过冷却所述半导体热电装置的第二表面区域来产生。47.根据权利要求46所述的系统，还包括用于冷却所述第二表面区域的散热器。48.根据权利要求47所述的系统，其中所述散热器被配置为从所述第二表面区域的至少一部分吸收热量。49.根据权利要求48所述的系统，其中所述散热器通过与所述UAV相邻的空气得到冷却。50.根据权利要求49所述的系统，还包括：所述UAV的一个或多个螺旋桨，用于通过气流降低所述空气的温度。51.根据权利要求30至50中任一项所述的系统，还包括：超级电容器，被配置为存储所产生的电力。52.根据权利要求51所述的系统，其中所述电力被充电到所述超级电容器中。53.根据权利要求52所述的系统，其中所述超级电容器被配置为将所存储的电力提供给所述UAV的推进单元。54.根据权利要求52或53所述的系统，还包括：微控制器单元MCU，被配置为控制由所述超级电容器提供的电力。55.根据权利要求54所述的系统，其中所述MCU被配置为对所述超级电容器的电压和/或电流进行采样。56.根据权利要求55所述的系统，其中所述MCU被配置为基于所述采样来管理所述超级电容器的充电和供电。57.根据权利要求56所述的系统，其中所述MCU被配置为在第一时间启动所述充电并且在不同于所述第一时间的第二时间启动所述供电。58.一种无人机(UAV)，包括：根据权利要求30至57中任一项而提供的供电系统；以及推进单元，与所述供电系统相关联，其中所述供电系统被配置为向所述推进单元提供电力。59.一种用于保护电池的方法，包括：确定所述电池的温度；以及通过热电转换来管理所述电池的温度。60.根据权利要求59所述的方法，其中所述管理所述温度包括经由半导体热电装置维持所述温度。61.根据权利要求60所述的方法，其中所述确定所述温度包括确定所述温度是否小于预设低温阈值。62.根据权利要求60或61所述的方法，其中所述管理所述温度包括在确定所述温度低于所述预...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文韬，张磊，王雷，许柏皋，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44