[发明专利]一种可用于中大型无人机的油电混合动力装置及无人机

说明书

本发明公开了一种用于中大型无人机的油电混合动力装置及无人机，具有电动系统和燃油系统，电动系统包括控制器和电动机，燃油系统包括发动机和节气门，节气门设置有节气门舵机，包括：发动机排气余热回收系统和蓄能充电系统，发动机排气余热回收系统与燃油系统连接，蓄能充电系统与电动系统连接，混合动力输出系统，采集控制系统，采集控制包括控制结构和监测结构，该混合动力装置通过对能源综合优化利用，将发动机推进和电力推进有效的结合在一起，且将航空活塞发动机排气余热高效回收用于蓄电池充电，可以有效降低能源消耗和减少污染物排放，具有良好的发展前景，同时也会极大地增加中大型无人机的续航时间和航程。

技术领域

本发明属于无人机动力机械技术领域，更具体地，涉及一种用于中大型无人机的油电混合动力装置及无人机。

背景技术

航空活塞发动机凭借其体积小、成本低、工作可靠等优点，受到了广大中大型无人机厂商的青睐。但航空活塞发动机热效率较低且油耗普遍偏高，极大限制了中大型无人机的续航时间和航程，为此无人机厂商开始寻求新的动力方案来提高中大型无人机的战术性能指标。随着科技的发展，油电混合动力技术已经广泛应用在汽车上，并已经进入民用市场。但通用航空领域融入混合动力的技术还在试验起步阶段。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种用于中大型无人机的油电混合动力装置，该混合动力装置通过对能源综合优化利用，将发动机推进和电力推进有效的结合在一起，且将航空活塞发动机排气余热高效回收用于蓄电池充电，可以有效降低能源消耗和减少污染物排放，具有良好的发展前景。与传统无人机动力系统相比，新型油电混合动力装置的引入可以大大减少飞行成本，同时也会极大地增加中大型无人机的续航时间和航程。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于中大型无人机的油电混合动力装置，具有电动系统和燃油系统，所述电动系统包括控制器和电动机，所述燃油系统包括发动机和节气门，所述节气门设置有节气门舵机，包括：

发动机排气余热回收系统和蓄能充电系统，所述发动机排气余热回收系统与所述燃油系统连接，所述蓄能充电系统与所述电动系统连接，发动机排气余热回收系统能够利用所述燃油系统的废热进行废热发电，所述蓄能充电系统能够储存所述废热发电并为电动系统供电；

混合动力输出系统，所述混合动力输出系统与所述电动系统和所述燃油系统连接，能够控制所述电动系统和/或所述燃油系统输出动力；

采集控制系统，所述采集控制包括控制结构和监测结构，能够控制和监测所述发动机排气余热回收系统、所述蓄能充电系统和所述混合动力输出系统的工作参数。

可选地，所述监测结构包括采集模块和多个传感器，所述采集模块的与所述控制结构通讯连接，多个所述传感器能够监测所述用于中大型无人机的油电混合动力装置的各部件运行状况。

可选地，所述发动机排气余热回收系统包括有机朗肯循环回路，所述有机朗肯循环回路包括首尾连接的蒸发器、膨胀机、冷凝器、流量计、储液罐、工质过滤器和工质泵，所述蒸发器与所述发动机连接。

可选地，所述控制结构包括：

控制单元、第一电动阀，所述第一电动阀设置在所述冷凝器进水口上；

第二电动阀，所述第二电动阀设置在所述储液罐和所述工质过滤器之间；

控制单元，所述控制单元与所述第一电动阀、第二电动阀和所述监测结构连接。

可选地，所述蓄能充电系统包括蓄能充电回路，所述蓄能充电回路包括首尾连接的发电机、整流器、充电器、开关继电器和蓄电池，所述蓄电池与所述控制器连接。

可选地，所述混合动力输出系统包括转矩合成/分离器，所述转矩合成/ 分离器的一端设置有变速箱，所述变速箱与螺旋桨连接，所述所述转矩合成/分离器的另一端同时与所述发动机和所述电动机连接。