一种无人机用燃料电池活化控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无人机用燃料电池活化控制系统及控制方法，解决了无人机用燃料电池不用使用外部活化装置，减少了无人机系统中的部件，方便了用户操作，同时也降低了系统成本。燃料电池堆、无人机电机、备用锂电池及用于为燃料电池堆提供散热功能的风扇，燃料电池的电压输出端安装有电压检测电路，燃料电池的电流输出端安装电流检测电路；燃料电池堆为无人机电机、备用锂电池及风扇提供所需电压，管理模块通过燃料电池堆供电，管理模块设置5路控制；电压、电路检测电路用电压及电流的信号采集。利用无人机的工作特性，通过控制电机转速控制电堆的输出功率，从而达到电堆活化的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人机电池领域，尤其涉及一种无人机用燃料电池活化控制系统及控制方法。
技术介绍
为了优化燃料电池电堆的工作性能，燃料电池电堆在正常带载工作前都需要对其进行活化，以提高其在正常工作时的性能(在规格要求内输出更高的功率)。目前的产品其实施方案基本为在燃料电池电堆的外部，为其输出端直接加一阻性负载。使其在一定输出功率的条件下工作一小段时间，从而达到活化燃料电池电堆的目的。
技术实现思路
为了克服现有技术中活化需要使用阻性负载的缺陷，利用无人机的工作特性，通过控制电机转速控制电堆的输出功率，从而达到电堆活化的目的，减少了无人机系统中的部件，方便了用户操作，同时也降低了系统成本。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种无人机用燃料电池活化控制系统，包括燃料电池堆、无人机电机、备用锂电池及用于为燃料电池堆提供散热功能的风扇，其特征在于：燃料电池的电压输出端安装有电压检测电路，燃料电池的电流输出端安装电流检测电路；燃料电池堆为无人机电机、备用锂电池及风扇提供所需电压，管理模块通过燃料电池堆供电，管理模块设置5路控制；电压、电路检测电路用电压及电流的信号采集，5路控制分别控制备用锂电池、风扇及无人机电机，无人机电机为无人机提供所需机械能。作为优选的技术方案，电压、电流检测电路输出端分别接开关1、开关2与开关3，开关1电流输出端接DC/DC模块1，开关2电流输出端接DC/DC模块2，开关3电流输出端接DC/DC模块3。作为优选的技术方案，DC/DC模块1、DC/DC模块2及DC/DC模块3分别将燃料电池堆输出电压转换为风扇、备用锂电池及无人机电机所需电压。作为优选的技术方案，5路控制中的控制1、控制4用于控制开关1及风扇，控制2控制开关2，控制3及控制5分别控制开关3及无人机电机。通过上述的控制系统，取消了阻性负载的使用，简化了结构，降低了系统的成本，而且控制更加方便，其具体控制步骤如下：步骤1、打开氢气阀门，燃料电池电堆进入工作状态；同时燃料电池电堆为管理模块供电，管理模块进入工作状态，管理模块实时检测燃料电池电堆的输出电压和电流；步骤2、管理模块对风扇进行控制，管理模块输出控制1信号，打开开关1，DC/DC模块1开始为风扇供电，同时管理模块输出控制信号4控制风扇保持全速工作状态，风扇持续工作一段时间，管理模块实时检测燃料电池电堆输出电压和电流，如果电压电流满足预先设置范围，则燃料电池电堆活化通过，进入步骤3，否则活化结束；步骤3、管理模块对锂电池进行控制，在步骤2通过后，管理模块输出控制2信号，打开开关2，DC/DC模块2开始为锂电池供电，持续一段时间，管理模块实时检测燃料电池电堆输出电压和电流，如果电压电流满足预先设置范围，则燃料电池电堆活化通过，进入步骤4，否则活化结束；步骤4、管理模块对无人机电机进行控制，在步骤2、3通过后，管理模块输出控制3信号，打开开关3，DC/DC模块3开始为无人机电机供电，通过控制信号5逐步增加电机转速，直到达到预设转速值。在电机转速逐渐增加的过程中，管理模块实时检测燃料电池电堆输出电压和电流：如果电压电流一直在预先设置范围内，则燃料电池电堆活化通过，无人机进入正常工作状态；如果在达到某一转速后无法满足电压电流的预先设置值，则活化结束。本专利技术的有益效果是：本专利技术解决了无人机用燃料电池不用使用外部活化装置，减少了无人机系统中的部件，方便了用户操作，同时也降低了系统成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的系统框图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。图1为本专利技术的实施例1的系统框图，如图1所示，燃料电池堆提供整个无人机的电能，对燃料电池输入氢气和氧气使其转换为电能，电压、电流检测电路用于检测燃料电池对的输出电压及输出电流，管理模块对燃料电池电堆的风扇、无人机电机和备用锂电池进行管理，同时管理模块检测燃料电池电堆的电压和电流，管理模块通过对燃料电池电堆的风扇、无人机电机和备用锂电池通过不同的接入顺序并逐步增加电机的转速(即功率)，达到控制燃料电池电堆输出功率的目的，在此过程中，管理模块通过监控燃料电池电堆的输出电压和电流，以确定活化是否成功；图1中，管理模块设置有5路控制，分别为控制1、控制2、控制3、控制4与控制5，控制1、控制4用于控制开关1及风扇，控制2控制开关2，控制3及控制5分别控制开关3及无人机电机；图1中，开关设置有3个，分别为开关1、开关以及开关3，开关为控制器件，比如MOSFET，继电器等，本实施例选用继电器，用于分别开启备用锂电池、风扇以及无人机电机电源的接入情况。实施例中，开关1输出端接DC/DC模块1，开关2输出端接DC/DC模块2，开关3输出端接DC/DC模块3，DC/DC模块1用于将燃料电池输出电压转换为风扇所需电压；DC/DC模块2用于将燃料电池输出电压转换为锂电池所需电压；DC/DC模块3用于将燃料电池输出电压转换为无人机电机所需电压。每路开关均接一个DC/DC模块，其好处是各个DC/DC模块能够独立负责一路电路，能够有效调节燃料电池堆的输出电压，而且每路开关设置独立的DC/DC模块，当其中一路DC/DC模块出现问题，也不会影响其它路DC/DC模块的正常转换，更换时只要更换对应的损坏一路的DC/DC模块即可，分工明确，使得检修更加的方便。具体的说，风扇、无人机电机和备用锂电池三者所需电压不同，因此需要DC/DC模块转换成对应的电压。通过上述的控制系统，取消了阻性负载的使用，简化了结构，降低了系统的成本，而且控制更加方便，其具体控制步骤如下：步骤1、打开氢气阀门，燃料电池电堆进入工作状态；同时燃料电池电堆为管理模块供电，管理模块进入工作状态，管理模块实时检测燃料电池电堆的输出电压和电流；步骤2、管理模块对风扇进行控制，管理模块输出控制1信号，打开开关1，DC/DC模块1开始为风扇供电，同时管理模块输出控制信号4控制风扇保持全速工作状态，风扇持续工作一段时间，管理模块实时检测燃料电池电堆输出电压和电流，如果电压电流满足预先设置范围，则燃料电池电堆活化通过，进入步骤3，否则活化结束；步骤3、管理模块对锂电池进行控制，在步骤2通过后，管理模块输出控制2信号，打开开关2，DC/DC模块2开始为锂电池供电，持续一段时间，管理模块实时检测燃料电池电堆输出电压和电流，如果电压电流满足预先设置范围，则燃料电池电堆活化通过，进入步骤4，否则活化结束；步骤4、管理模块对无人机电机进行控制，在步骤2、3通过后，管理模块输出控制3信号，打开开关3，DC/DC模块3开始为无人机电机供电，通过控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机用燃料电池活化控制系统，包括燃料电池堆、无人机电机、备用锂电池及用于为燃料电池堆提供散热功能的风扇，其特征在于：燃料电池的电压输出端安装有电压检测电路，燃料电池的电流输出端安装电流检测电路；燃料电池堆为无人机电机、备用锂电池及风扇提供所需电压，管理模块通过燃料电池堆供电，管理模块设置5路控制；电压、电路检测电路用电压及电流的信号采集，5路控制分别控制备用锂电池、风扇及无人机电机，无人机电机为无人机提供所需机械能。

【技术特征摘要】
1.一种无人机用燃料电池活化控制系统，包括燃料电池堆、无人机电机、备用锂电池及用于为燃料电池堆提供散热功能的风扇，其特征在于：燃料电池的电压输出端安装有电压检测电路，燃料电池的电流输出端安装电流检测电路；燃料电池堆为无人机电机、备用锂电池及风扇提供所需电压，管理模块通过燃料电池堆供电，管理模块设置5路控制；电压、电路检测电路用电压及电流的信号采集，5路控制分别控制备用锂电池、风扇及无人机电机，无人机电机为无人机提供所需机械能。2.如权利要求1所述的无人机用燃料电池活化控制系统，其特征在于：电压、电流检测电路输出端分别接开关1、开关2与开关3，开关1电流输出端接DC/DC模块1，开关2电流输出端接DC/DC模块2，开关3电流输出端接DC/DC模块3。3.如权利要求2所述的无人机用燃料电池活化控制系统，其特征在于：DC/DC模块1、DC/DC模块2及DC/DC模块3分别将燃料电池堆输出电压转换为风扇、备用锂电池及无人机电机所需电压。4.如权利要求1所述的无人机用燃料电池活化控制系统，其特征在于：5路控制中的控制1、控制4用于控制开关1及风扇，控制2控制开关2，控制3及控制5分别控制开关3及无人机电机。5.一种无人机燃料电池活化控制方法，其包括以下几个控制步骤：步骤1、打开...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢致辉，陈金颖，马廉攀，
申请(专利权)人：深圳市科比特航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44