无人机的发电控制方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本技术属于无人机领域，具体涉及一种无人机的发电控制方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、燃油动力无人机的飞行动力由发动机提供，其机载用电负载的电能需求一般依靠动力电池来满足。受限于动力电池的储能容量，需要配置单独的发电机对动力电池进行充电，以维持电能供给。

2、然而，受无人机规格和载荷能力的制约，所能选用的发电机往往发电能力较弱，仅能基本覆盖整机的电能需求。当无人机的用电负载增大或长时间飞行时，这种单一的供电方式在电能保障上存在不足。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种无人机的发电控制方法、装置、电子设备及存储介质，能够控制电机在不同场景下适应性发电，保障无人机的用电需求。本技术提供如下技术方案：

2、第一方面，本技术实施例提供了一种无人机的发电控制方法，所述无人机包括用于提供驱动动能和发电电能的电机，所述发电控制方法包括：在所述无人机满足预设富余功率发电条件的情况下，控制所述电机进行第一发电操作，基于所述第一发电操作得到的发电电能对用电负载进行供电，并基于所述发电电能的余量对所述无人机的动力电池进行充电；其中，所述第一发电操作的发电功率大于所述用电负载的消耗功率；在所述无人机满足预设平衡功率发电条件的情况下，控制所述电机进行第二发电操作，并基于所述第二发电操作得到的发电电能对所述用电负载进行供电；其中，所述第二发电操作的发电功率等于所述用电负载的消耗功率。

3、上述技术方案未在无人机中单独配置发电机，而是配置了既提供驱动动能又提供发电电能的电机，以满足无人机的飞行动力需求和用电需求。本技术方案中发电电能的来源并不局限于单一的发电方式，在无人机满足预设富余功率发电条件的情况下，控制电机执行第一发电操作，利用电机产生的发电电能，优先对用电负载进行供电，并将满足用电负载需求后的剩余电能，用于对动力电池进行充电，由此在保障用电负载正常运行的前提下，将电机的发电能力充分释放，盈余能量得到有序回收与存储，弥补了因独立发电机发电能力弱，而导致的电能供给不足；在无人机满足预设平衡功率发电条件的情况下，控制电机执行第二发电操作，并将电机的发电功率控制为等于用电负载的消耗功率，使得电机所发电能恰好被用电负载完全消纳，此时既无多余电能充入动力电池，也无需动力电池向外放电补充，从而实现了发电侧与用电侧的平衡，改善了动力电池因不必要的充放电切换，而产生的循环损耗的问题，提升了整机能量的利用效率。

4、可选地，所述发电控制方法还包括：若检测到充电指令且所述动力电池的剩余电量小于预设第一电量，或者所述动力电池的剩余电量小于预设第二电量，则确定所述无人机满足所述预设富余功率发电条件；其中，所述预设第二电量小于所述预设第一电量。

5、通过采用上述技术方案，通过充电指令与预设第一电量的组合判断，在动力电池的剩余电量处于中等偏低水平的情况下响应充电需求，利用电机盈余发电能力有序充电；通过预设第二电量的独立触发逻辑，在动力电池的剩余电量危急时，主动控制电机进行第一发电操作，以满足无人机的用电需求。这种电量分层条件设定，使电机在不同电量区间和指令状态下智能切换，既改善了高频次无效充放电循环的问题，又保证了各工况下，用电负载的持续供电及动力电池的安全冗余。

6、可选地，所述发电控制方法还包括：若所述无人机处于非故障状态，所述无人机的发动机的转速大于或等于预设转速，且所述动力电池的剩余电量小于预设第三电量，则确定所述无人机满足所述预设平衡功率发电条件。

7、通过采用上述技术方案，通过基于无人机故障状态、发动机转速和动力电池的剩余电量，构建得到预设平衡功率发电条件，以联合不同类型参数，对是否控制电机进行第二发电操作进行判定，确保了第二发电操作在无人机飞行状态稳定、动力源充足且动力电池存在需求时触发，实现发电控制对飞行任务的无感介入。

8、可选地，所述发电控制方法还包括：在控制所述电机进行第一发电操作的过程中，若接收到退出充电指令和/或所述动力电池达到第一预设停止发电条件，则停止控制所述电机进行第一发电操作；其中，所述第一预设停止发电条件包括所述动力电池的剩余电量达到预设第四电量、所述动力电池的单体电压达到预设电压阈值、所述动力电池的温度超出预设温度范围中的至少一个条件。

9、通过采用上述技术方案，通过设置上述多重并列的停止条件，可覆盖人为干预、电量饱和、电压越限及温升异常等风险情况，确保在潜在风险发生前，及时控制电机停止第一发电操作，降低了动力电池因过度充电，发生热失控或结构损伤的风险。

10、可选地，所述发电控制方法还包括：在控制所述电机进行第二发电操作的过程中，若所述无人机满足预设第二停止发电条件，则停止控制所述电机进行第二发电操作；其中，所述第二预设停止发电条件包括所述动力电池的剩余电量大于或等于预设第五电量、所述无人机的发动机的转速小于预设转速、所述无人机处于故障状态中的至少一个条件。

11、通过采用上述技术方案，通过设置预设第二停止发电条件，实现了第二发电操作的智能退出。监测电池电量避免过充风险和能量浪费，监测发动机转速保障飞行动力储备和稳定性，引入故障状态作为停止条件，保障飞行安全。三个条件相互配合，使发电控制策略，能自适应无人机实时飞行状态和能源需求，改善了不必要的电池充放电循环损耗的问题，降低了因发电操作不当而引发飞行事故的风险。

12、可选地，所述用电负载包括低压储能设备和低压耗能负载；基于所述第一发电操作得到的发电电能对用电负载进行供电，包括：将所述第一发电操作得到的发电电能的一部分进行低压转换，得到低压发电电能；基于所述低压发电电能对所述低压储能设备和所述低压耗能负载，分别进行充电和供电。

13、通过采用上述技术方案，通过将第一发电操作产生的电能划分为高压直充路径和低压转换路径，在最大化能量回收效率的同时，精准匹配机载低压设备电压需求，并基于低压电能在低压储能设备与低压耗能负载之间，进行动态分配，发挥了缓冲调节作用。

14、可选地，所述发电控制方法还包括：若所述用电负载所需消耗的电能大于所述低压发电电能，则控制所述动力电池输出电能，并将输出的所述电能转换为低压电能；基于所述低压电能对所述低压储能设备和所述低压耗能负载，分别进行充电和供电。

15、通过采用上述技术方案，通过引入动力电池作为备用电源，在低压电能不足时，智能切换至动力电池供电模式，实现了供电来源的动态优化配置。将动力电池高压电能转换为低压电能，并与电机输出并联，有效填补了功率缺口，确保了低压储能设备和低压耗能负载获得持续、稳定的电力供应。

16、第二方面，本技术实施例提供了一种无人机的发电控制装置，所述无人机包括用于提供驱动动能和发电电能的电机，所述发电控制装置包括：第一发电模块，用于在所述无人机满足预设富余功率发电条件的情况下，控制所述电机进行第一发电操作，基于所述第一发电操作得到的发电电能对用电负载进行供电，并基于所述发电电能的余量对所述无人机的动力电池进行充电；其中，所述第一发电操作的发电功率大于所述用电负载的消耗功率；第二发电模块，用于在所述无人机满足预设平衡功率发电条件的情况下，控制所述电机进行第二发电操作，并基于所述第二发电操作得到的发电电能对所述用电负载进行供电；其中，所述第二发电操作的发电功率等于所述用电负载的消耗功率。

17、通过采用上述技术方案，将发电控制方法的各个步骤模块化，便于软硬件的实现与维护，各模块功能明确，以实现不同条件下的发电控制。

18、第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器；存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的发电控制方法。

19、通过采用上述技术方案，提供了承载上述发电控制方法的硬件实体，使得该方法能够在实际的电子系统中得以部署和应用。

20、第四方面，本技术实施例提供了一种存储介质，所述存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的发电控制方法。

21、通过采用上述技术方案，提供了存储上述程序或指令的介质，便于分本分块方法的传播、复制以及在各类电子设备上的加载与执行。

22、可以理解地，上述第二方面提供的扭矩控制装置、第三方面提供的电子设备、第四方面提供的存储介质均用于执行本技术所提供的部分或者全部发电控制方法。因此，其所能达到的有益效果还包括对应方法中的有益效果，此处不再赘述。

23、综上所述，本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

24、本技术未在无人机中单独配置发电机，而是配置了既提供驱动动能又提供发电电能的电机，以满足无人机的飞行动力需求和用电需求。本技术发电电能的来源并不局限于单一的发电方式，在无人机满足预设富余功率发电条件的情况下，控制电机执行第一发电操作，利用电机产生的发电电能，优先对用电负载进行供电，并将满足用电负载需求后的剩余电能，用于对动力电池进行充电，由此在保障用电负载正常运行的前提下，将电机的发电能力充分释放，盈余能量得到有序回收与存储，弥补了因独立发电机发电能力弱，而导致的电能供给不足；在无人机满足预设平衡功率发电条件的情况下，控制电机执行第二发电操作，并将电机的发电功率控制为等于用电负载的消耗功率，使得电机所发电能恰好被用电负载完全消纳，此时既无多余电能充入动力电池，也无需动力电池向外放电补充，从而实现了发电侧与用电侧的平衡，改善了动力电池因不必要的充放电切换，而产生的循环损耗的问题，提升了无人机能量的利用效率。

25、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本技术技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术上述和其它目的、特征和优点能够更浅显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。