氫燃料無(wú)人機電池能量管理涉及哪些方面?
氫燃料無(wú)人機電池的發(fā)展訴求主要是解決無(wú)人機續航的問(wèn)題,因為鋰電池作為無(wú)人機電池的話(huà),續航時(shí)間不是很理想,所以氫燃料電池應用于無(wú)人機就成了被關(guān)注的方法。
因為無(wú)人機飛行所需的能量完全由電池性能較軟的氫燃料電池提供的話(huà),無(wú)人機在復雜環(huán)境中實(shí)現姿態(tài)變換操作需要較大功率的電能,氫燃料電池很難滿(mǎn)足這一需求,所以無(wú)人機鋰電池在無(wú)人機飛行過(guò)程中起到短時(shí)間內提供大功率的作用,這就成了一個(gè)混合動(dòng)力系統的無(wú)人機,這樣的話(huà),無(wú)人機電池能量管理就變得復雜了很多,那么氫燃料無(wú)人機電池能量管理涉及哪些方面呢?
對于混合動(dòng)力系統來(lái)說(shuō),系統控制器是核心技術(shù)之一;決定著(zhù)系統是否能實(shí)現能量管理策略,一般來(lái)說(shuō),控制器主要由硬件電路和軟件兩部分組成。
(一)硬件電路
控制器硬件主要由電源、信號檢測、鋰電池充電、氫燃料電池控制等部分組成,各個(gè)部分的功能如下所示:
電源模塊主要通過(guò)控制板與鋰電池相接,并實(shí)現向鋰電池供電,但需要根據不同模塊的需求,對輸入電壓進(jìn)行轉換。
信號檢測模塊主要對電池輸出的電壓、電力以及環(huán)境進(jìn)行檢測。
鋰電池充電模塊通過(guò)控制充電電流的大小,避免出現鋰電池充電電流過(guò)大的問(wèn)題,氫燃料電池控制模塊則通過(guò)對PEMFC的工作環(huán)境和氣體流量進(jìn)行控制,從而保持氫燃料電池工作環(huán)境的穩定。
氫燃料電池和鋰電池功率的輸出則通過(guò)并流控制模塊實(shí)現。
通訊模塊、數據存儲模塊、告警保護模塊則負責信息的傳輸、存儲以及系統異常報警工作[3]。
(二)軟件
控制器軟件主要分為主程序設計和功能模塊程序設計。主程序的功能主要包括系統的初始化、能量管理與控制、參數配置等。功能模塊程序功能則負責實(shí)現數據的采集、通訊、存儲、鋰電池SOC估算等功能。
一般來(lái)說(shuō),中斷是主程序控制子程序的主要方式,分為事件中斷和時(shí)間中斷兩種方式。當發(fā)生大電流等情況下,能夠利用觸發(fā)中斷相應事件,這就是事件中斷;時(shí)間中斷則是通過(guò)設定固定的時(shí)間間隔,對特定事件進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn),時(shí)間中斷可以在非緊急事件中實(shí)現主程序對子程序的控制。