[发明专利]分布式电池飞行器及其供电方法

说明书

一种电池供电的飞行器具有中央控制器、一个或更多个推进模块、以及一个或更多个电池组件，该一个或更多个电池组件用于至少为一个或更多个推进模块供电。电池组件与中央控制器相距一定距离，以减少对中央控制器的电磁干扰。在一些实施方式中，飞行器是无人驾驶飞行器(UAV)，其具有中央单元、在中央单元周围周向均匀地分布并且联接至中央单元的多个转子单元、以及一个或更多个电池组件。中央控制器位于中央单元中，并且推进模块位于相应的转子单元中。每个电池组件位于转子单元中并靠近其推进模块。在一些实施方式中，中央控制器还具有电池功率平衡电路，用于平衡一个或更多个电池组件的功率消耗速率。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年4月7日提交的美国临时专利申请序列号62/483,180的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容总体上涉及电池供电的飞行器，并且特别地涉及具有分布式电池的电池供电的无人驾驶飞行器(UAV)、以及使用该分布式电池的UAV供电方法。

背景技术

无人驾驶飞行器(UAV)或无人机是已知的。UAV通常包括容置在其中或其上的飞行结构、用于驱动发动机飞行的能源、以及用于控制发动机和UAV的其他构件的中央控制器。UAV可以通过与中央控制器通信的远程控制由远程操作员来操作，和/或由UAV上或对UAV远程的飞行员程序自动或自主操作。

UAV可以由诸如电池、太阳能电池板和/或燃料(例如，燃气、柴油等)的各种能源供电。在现有技术的电池供电的UAV中，其电池通常是可充电的锂离子聚合物电池(也称为“锂聚合物(Li-Po)电池”)。虽然Li-Po电池重量轻，但它们通常占用UAV中的大量空间，提供有限的飞行时间，并且需要长的充电时间。

在现有技术的电池供电的UAV中，其电池通常布置在中央控制器附近，并且可能对其构件造成干扰。这种干扰可能在飞行前校准和/或飞行期间发生，从而阻止UAV的正常操作或导致严重UAV故障，例如飞行期间的碰撞。

例如，已经观察到高放电率的电池会对磁力计产生磁干扰，磁力计是中央控制器中常用的或由中央控制器使用的构件。作为另一示例，虽然金属包覆电池具有高能量密度和因此的高能量存储容量的优点，但是它们可能对附近的中央控制器造成显著的磁干扰，并且因此在现有技术的UAV中没有得到应用。

发明内容

根据本公开内容的一个方面，公开了一种电池供电的飞行器，例如无人驾驶飞行器(UAV)。电池供电的飞行器包括中央单元、在中央单元周围周向均匀地分布并且耦接至中央单元的多个转子单元、以及一个或多个电池组件。中央单元包括中央控制器。每个转子单元包括螺旋桨、耦接至并驱动螺旋桨的电机、以及电耦接至电机的电动速度控制器(ESC)模块，用于控制电机的速度。所述一个或多个电池组件至少为电机和ESC模块供电，并且还可以为中央控制器供电。所述一个或多个电池组件中的每一个位于转子单元中并靠近其电机。

因此，所述一个或多个电池组件与中央控制器相距一定距离。所述一个或多个电池组件可能以其他方式导致对中央控制器的干扰被显著减少。

根据本公开内容的一个方面，公开了一种电池供电的飞行器，其包括：主体；容置在主体中的中央控制器；至少一个推进模块，所述至少一个推进模块容置在主体中并且功能上耦接至中央控制器，所述至少一个推进模块中的每一个包括基座结构；以及一个或多个电池组件，所述一个或多个电池组件耦接至主体或容置在主体中。

所述一个或多个电池组件被配置用于至少为所述至少一个推进模块供电，并且所述一个或多个电池组件与中央控制器相距一定距离，以减少对中央控制器的电磁干扰。

在一些实施方式中，所述一个或多个电池组件中的至少一个电池组件包括一个或多个金属包覆的电池芯(battery cell)。