适用于系留飞艇的能源供电系统及系留飞艇技术方案

本发明专利技术公开了适用于系留飞艇的能源供电系统和系留飞艇，能源供电系统包括：太阳能电池阵，太阳能电池阵设置于艇体和/或锚泊平台上；发电机；直流电源，直流电源的输入端与发电机的输出端电连接；配电器，配电器的输入端与直流电源的输出端电连接；能源管理器，能源管理器与太阳能电池阵电连接，且能源管理器与直流电源电连接；发电机、直流电源、能源管理器和配电器组成第一供电子系统；太阳能电池阵、能源管理器和配电器组成第二供电子系统；以及储能电池组，储能电池组与能源管理器电连接；储能电池组、能源管理器及配电器组成第三供电子系统；配电器用于自动切换供电模式，供电模式包括单一供电模式和/或复合供电模式。包括单一供电模式和/或复合供电模式。包括单一供电模式和/或复合供电模式。

【技术实现步骤摘要】
适用于系留飞艇的能源供电系统及系留飞艇


[0001]本专利技术属于航空航天能源系统
，具体涉及适用于系留飞艇的能源供电系统及系留飞艇。

技术介绍

[0002]本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
[0003]系留飞艇作为一种新概念空中平台，由于其具有驻空时间长、覆盖面积大、使用成本低、机动性能强、能耗代价少的特点，特别适合搭载大功率、大重量的各类载荷设备执行长时驻空任务，可用于应急通讯、地质测绘、低空预警、空中监视、灾害救援和5G通信基站等领域，在军事和民用方面都具有广阔的应用前景，有效填补了卫星和无人机在低空长时定点任务领域的空白。
[0004]系留飞艇是一种依靠气囊内浮升气体获得浮力，并通过线缆栓系固定，以实现在特定高度、空域范围内长时驻留的浮空器。系留飞艇主要包括艇体、吊舱、锚泊平台、复合缆绳和地面控制系统五部分，其中，艇体作为长时稳定驻空平台，用于搭载吊舱和保持系统稳定性；吊舱用于搭载一个或多个有效的载荷设备，载荷设备用于通讯、侦查以及监视等；锚泊平台主要用于固定、操纵和控制艇体升降及区域驻留；复合缆绳用于将艇体栓系在锚泊平台，同时进行艇载设备通信及供电；地面控制系统主要用于遥测遥控载荷设备、并对艇体的工作状态进行数据监测，还可作为中心站完成任务设备信息的储存和转发。
[0005]系留飞艇的锚泊平台主要分为三种：地面固定式、车载移动式及舰载移动式。其中车载移动式锚泊平台具有机动性强、灵活度高的特点，飞艇可随锚泊车快速机动部署任务区域，执行长时工作任务，尤其可在应急突发事件中发挥重要作用。目前车载移动式的系留飞艇多采用发电机和直流电源的模式为载荷设备及地面辅助设备供电，其发电量受限且经济性较差，严重限制了单次任务的驻空时间，提高了单次任务执行成本；另外，整个工作过程中完全通过发电机进行发电会对环境造成一定程度的污染。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是至少解决现有技术中的系留飞艇由于采用发电机进行供电导致的发电量受限的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术的第一方面提出了一种适用于系留飞艇的能源供电系统，所述系留飞艇包括艇体和锚泊平台，包括：
[0008]太阳能电池阵，所述太阳能电池阵设置于所述艇体和/或所述锚泊平台上；
[0009]发电机；
[0010]直流电源，所述直流电源的输入端与所述发电机的输出端电连接；
[0011]能源管理器，所述能源管理器的输入端与所述太阳能电池阵的输出端电连接；
[0012]配电器，所述配电器的输入端与所述能源管理器的输出端电连接；
[0013]所述发电机、所述直流电源、所述能源管理器和所述配电器组成第一供电子系统；
[0014]所述太阳能电池阵、所述能源管理器和所述配电器组成第二供电子系统；以及
[0015]储能电池组，所述储能电池组与所述能源管理器电连接；所述储能电池组、所述能源管理器与所述配电器组成第三供电子系统；
[0016]所述配电器用于从所述第一供电子系统、所述第二供电子系统和所述第三供电子系统中自动切换供电模式，所述供电模式包括单一供电模式和/或复合供电模式。
[0017]根据本专利技术的适用于系留飞艇的能源供电系统，除了采用发电机和直流电源供电的第一供电子系统外，增加了太阳能电池阵、能源管理器和配电器组成的第二供电子系统，还增加了储能电池组、能源管理器和配电器组成的第三供电子系统，引入了可循环能源中的太阳能，可以实现单一供电模式供电或者多种供电模式同时供电，避免了采用单一的发电机进行供电导致的发电量受限的问题。
[0018]另外，根据本专利技术的适用于系留飞艇的能源供电系统，还可具有如下附加的技术特征：
[0019]在本专利技术的一些实施例中，所述太阳能电池阵包括第一太阳能电池阵和第二太阳能电池阵；所述第一太阳能电池阵设置于所述艇体的表面，所述第二太阳能电池阵设置于所述锚泊平台上。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，适用于系留飞艇的能源供电系统还包括：复合线缆和输出总线，所述复合线缆连接所述艇体和所述锚泊平台，所述输出总线与所述复合线缆连接；所述第一太阳能电池阵通过所述输出总线以及所述复合线缆实现与所述能源管理器电连接。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，所述能源管理器包括第一DC/DC变换器，所述第一DC/DC变换器的两端分别与所述太阳能电池阵以及所述配电器电连接。
[0022]在本专利技术的一些实施例中，所述能源管理器还包括第二DC(Direct Current，直流)/DC变换器，所述第二DC/DC变换器的两端分别与所述储能电池组，以及所述配电器电连接。
[0023]在本专利技术的一些实施例中，所述第二DC/DC变换器为双向DC/DC变换器，所述第一DC/DC变换器为单向DC/DC变换器。
[0024]在本专利技术的一些实施例中，适用于系留飞艇的能源供电系统还包括应急电池组，所述应急电池组设置于所述艇体上，并与所述配电器电连接。
[0025]在本专利技术的一些实施例中，所述配电器包括继电器，通过所述继电器的连通或者断开实现不同供电模式的切换。
[0026]在本专利技术的一些实施例中，所述复合供电模式为多个供电主体同时工作的模式。
[0027]本专利技术的第二方面提出了一种系留飞艇，所述系留飞艇包括艇体和锚泊平台，还包括如上面所述的适用于系留飞艇的能源供电系统。
附图说明
[0028]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
[0029]图1示意性地示出了根据本专利技术实施方式的适用于系留飞艇的能源供电系统的结
构示意图；
[0030]图2示意性地示出了根据本专利技术实施方式的适用于系留飞艇的能源供电系统的具体结构示意图；
[0031]图3示意性地示出了根据本专利技术实施方式的系留飞艇的结构示意图。
[0032]附图标记如下：
[0033]100
‑
系留飞艇；
[0034]101
‑
艇体；
[0035]102
‑
锚泊平台；
[0036]10
‑
太阳能电池阵；
[0037]11
‑
第一太阳能电池阵；
[0038]12
‑
第二太阳能电池阵；
[0039]13
‑
载荷设备；
[0040]14
‑
输出总线；
[0041]15
‑
吊挂绳；
[0042]16
‑
复合线缆；
[0043]17
‑
吊舱；
[0044]18
‑
应急电池组；
[0045]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于系留飞艇的能源供电系统，所述系留飞艇包括艇体和锚泊平台，其特征在于，包括：太阳能电池阵，所述太阳能电池阵设置于所述艇体和/或所述锚泊平台上；发电机；直流电源，所述直流电源的输入端与所述发电机的输出端电连接；能源管理器，所述能源管理器的输入端与所述太阳能电池阵的输出端电连接；配电器，所述配电器的输入端与所述能源管理器的输出端电连接；所述发电机、所述直流电源、所述能源管理器和所述配电器组成第一供电子系统；所述太阳能电池阵、所述能源管理器和所述配电器组成第二供电子系统；以及储能电池组，所述储能电池组与所述能源管理器电连接；所述储能电池组、所述能源管理器与所述配电器组成第三供电子系统；所述配电器用于从所述第一供电子系统、所述第二供电子系统和所述第三供电子系统中自动切换供电模式，所述供电模式包括单一供电模式和/或复合供电模式。2.根据权利要求1所述的适用于系留飞艇的能源供电系统，其特征在于，所述太阳能电池阵包括第一太阳能电池阵和第二太阳能电池阵；所述第一太阳能电池阵设置于所述艇体的表面，所述第二太阳能电池阵设置于所述锚泊平台上。3.根据权利要求2所述的适用于系留飞艇的能源供电系统，其特征在于，还包括：复合线缆和输出总线，所述复合线缆连接所述艇体和所述锚泊平台，所述输出总线与所述复合线缆连接；所述第一太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙康文，山川，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：