微型无人机由于体积小、结构简单、机动性好、便于携带等特点已经广泛应用于世界各国,锂电池作为无人机常用的一种供电方式因续航时间短制约了其发展。由于锂氟化碳电池能量密度大,高低温适应性好,可贮存寿命长,而纯锂氟化碳电池供电模式成本大,动态响应特性差,因此本文以军事科学院某全军重点项目为依托,调研了国内外关于微型无人机动力电源研究的现状,提出了一种“锂氟化碳电池+锂电池”结合的动力电源系统设计方案,这对于提高微型无人机的续航时间和动力性能具有重大价值。首先,本文对无人机动力系统、无人机自带电池、无人机新选型锂电池和一次电池进行了系统和性能测试,这其中包括无人机在自带电池基础上一系列关于变工况、多重变工况、任务载重实验下的功率变化特性与载重能力,无人机新选型锂氟化碳电池的放电能力与容量特性,无人机自带电池与新选型锂电池功率特性。还分析了新选型锂电池的材料特性,比较了两种不同类型的18650圆柱型锂氟化碳电池的特性并选用了倍率型锂氟化碳电池作为微型无人机的主动力电池。其次,通过对比分析几种不同的无人机动力系统结构,确定了所采用的无人机动力系统结构。根据重量限制条件与能量限制条件对动力电源进行了配置计算与选型,采用18V,15Ah倍率型锂氟化碳电池组与14.8V,7.2Ah的锂电池组相结合的方式作为微型无人机动力电源系统设计方案。然后,对比分析了功率跟随控制策略与开关控制策略两种能量管理方法。由于功率跟随控制策略能够将锂氟化碳电池与锂电池的SOC值与无人机任务需求功率结合在一起考虑,所以选用功率跟随控制策略作为混合动力电源系统建模的功率分配和能量管理方法。基于Matlab软件对锂氟化碳电池和锂电池两种动力电池模型、DC/DC变换器模型、功率跟随控制策略模型进行了建模,通过功率跟随控制策略将它们整合在一起,得到了无人机动力电源整体模型。最后,以实测无人机飞行过程数据为基础,通过对Matlab中的无人机混合动力电源整体模型仿真模拟,并对图形进行数据分析,证实了所选用的功率跟随控制策略能够使无人机在飞行过程中对锂氟化碳电池功率和锂电池功率进行有效合理的分配。此外还分析了微型无人机在自带电池、新选型锂电池组、以及“锂氟化碳电池+锂电池”结合方案下所能达到的续航时间,研究表明采用混合动力电源系统方案提高了无人机的动力性能与续航时间,但需要后续搭建该无人机混合动力系统测试平台以及外场试飞来进行验证。