集群化无人机自主无线补能系统
2023-12-31
8TH CAIEC · 新星奖 · 山东大学 · 航空工业第一飞机设计研究院
1. 公司简介:
山东大学(Shandong University),位于山东省济南市,是中华人民共和国教育部直属全国重点大学,中央直管副部级建制,位列国家“双一流”、 “985工程”、“211工程”。
航空工业第一飞机设计研究院是我国目前集歼击轰炸机、轰炸机、民用飞机、运输机和特种飞机设计研究于一体的国家级大中型军民用飞机设计研究院,是航空工业及陕西省首家获得国家认证的“国家级工业设计中心”、“国家国际联合研究中心”,隶属于中国航空工业集团有限公司。
2. 项目简介:
无人机的广泛应用受制于充电时间长、充电效率低的问题,影响其自主作业时间并阻碍无人机长周期、远距离自动化作业。为解决这些挑战,本项目设计了一种基于无人机的新型动态无线充电系统,可实现多架无人机同时高效动态能量补给。该系统采用高功率发射端和空间全向线圈结构,发射端最高可实现30kW的能量输出,大幅扩展了无人机的作业区域和自动化水平。此外,本项目采用的能量与信息同步传输技术,可靠的实现了系统状态的实时监控,确保了传输过程的安全可靠。
3. 核心优势:
项目优势主要有四个部分,首先是中继补能增程的模式,可以大大提升巡检效率拓宽巡检范围。第二是我们的空间磁场均匀,可以降低悬停充电过程中的精度。第三是通过电路结构设计,使得系统具有发射线圈电流恒定和输出电压恒定的固有电路特性,也就是说充电区域内磁场强度是恒定的,多架飞机同时充电时可以做到互不干扰。并且采用分布式的控制技术,可靠的实现恒流电池充电控制。同时,我们引入无源谐波抑制单元来提高动态充电的效率,目前我们样机的实测功率1kw,单机充电时效率为74%,双机同时充电的效率为82%。第四是悬停的补能方式可以不依赖着陆点进行快速补能,有较强的环境适应性。