一種無人機電能量管理系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無人機領域，具體是一種無人機電能量管理系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)在無人機在整體配電方面大多采用傳統(tǒng)的配電方式，其存在以下主要缺點:
[0003]1、電池的安全性差:現(xiàn)在無人機使用大多為航模級電池，本體使用熱縮管封裝，其材料強度差。在日常使用過程中易出現(xiàn)由于針刺或磕碰導致漏液狀況。電池單體電壓排線裸露在外部，易出現(xiàn)短路爆炸危險，其安全性較差。
[0004]2、電池的使用壽命短:航模級電池在使用過程中沒有單體電壓和充放電電流監(jiān)測功能，無人機在大載荷作業(yè)時電池會存在電池過放情況，還有在使用充電器給電池充電時存在電壓過充情況。這兩種情況都會損傷電池，這種損傷往往是不可修復的，降低電池使用次數(shù)，縮短使用壽命。
[0005 ] 3、電池的充電時間長:現(xiàn)在使用的充電器大多為航模級，其最大充電電流為6—10安培，充滿1000mhA的需要I小時，但1000mhA的電池在無人機正常飛行最長續(xù)航時間為半小時，所以要配多組電池和充電器，這樣成本很高，效率低。
[0006]4、電池的使用環(huán)境:航模級電池使用環(huán)境一般都是-10度以上，溫度不高于放電55度，充電45度。電池在持續(xù)高負荷的工作下，溫度快速上升，航模級電池沒有散熱功能，在新疆等高原地區(qū)當室外溫度低于-20度時，電池無法提供電能，無法滿足無人機作業(yè)要求。
[0007]5、原有的充電和配電方案導致植保無人機的作業(yè)效率低。
[0008]6、在農用植保機無人機日常作業(yè)中需要保證電池能正常供給，提高作業(yè)效率，但室外無市電提供充電器充電，需要配備發(fā)電機，但發(fā)電機成本高，能量轉換效率低，尾氣污染環(huán)境。高溫天電池溫度高無法正常充電，整體作業(yè)效率低。
[0009]7、原有的充電機直接充電的方式，能量轉換的效率比較低。
[0010]8、發(fā)電機和市電的輸出的功率有限，很難滿足大功率的充電需求A。
[0011]9、以前的充電設備可以連接的充電設備有限，而且只能充固定數(shù)量的電池，擴展性很差。
【實用新型內容】
[0012]本實用新型要解決的技術問題是提供一種無人機電能量管理系統(tǒng)，解決現(xiàn)有的無人機充電電池充電時間長，充電電池無法進行實時監(jiān)控的問題。
[0013]本實用新型的技術方案為:
[0014]—種無人機電能量管理系統(tǒng)，包括有安裝于無人機上的電池裝置、快速充電設備、后備儲能設備和電能量監(jiān)控設備，所述的電池裝置包括有電池組和與電池組連接的電池管理系統(tǒng)，所述的快速充電設備為多個，所述的后備儲能設備通過DC-DC變換器與多個快速充電設備連接，所述的電池組通過母線與對應的快速充電設備連接，所述的電池管理系統(tǒng)通過信號線將監(jiān)測的電池數(shù)據(jù)發(fā)送給對應的快速充電設備，多個快速充電設備通過CAN總線進行順次連接，然后統(tǒng)一將監(jiān)測的電池數(shù)據(jù)傳輸給電能量監(jiān)控設備。
[0015]所述的電池組和電池管理系統(tǒng)封裝于鋁制外殼內。
[0016]所述的電池組中包括有多個單體電池，多個單體電池之間嵌入有加熱裝置和溫度傳感器，所述的溫度傳感器和加熱裝置均與無人機的主控制器連接。
[0017]所述的快速充電設備包括有一個主機和多個從機，所述的多個從機分別對應多個無人機的電池裝置，所述的多個從機通過CAN總線順次連接后，與主機進行連接通信。
[0018]所述的快速充電設備上安裝有用于對電池裝置進行降溫的冷卻設備。
[0019]所述的后備儲能設備通過充電機與車載發(fā)電機或市電進行連接。
[0020]本實用新型的優(yōu)點:
[0021](1)、本實用新型電池裝置中的電池管理系統(tǒng)在充電同時，采集電池的電壓、電池充電或放電電流、電池溫度、電池循環(huán)次數(shù)、電池健康程度等電池數(shù)據(jù)進行采集，并有效的防止電池過充或過放，準確記錄電池的循環(huán)次數(shù)，計算電池使用壽命；
[0022](2)、本實用新型的快速充電設備一方面對電池組進行充電，一方面采集電池數(shù)據(jù)，并通過CAN總線的級聯(lián)連接方式進行數(shù)據(jù)傳遞，便于數(shù)據(jù)匯總傳遞給電能量監(jiān)控設備；
[0023](3)、本實用新型高效地給電池組充電，充電時間是傳統(tǒng)充電時間的一半，且為了保證無人機作業(yè)的持續(xù)性，需要許多組電池來充電循環(huán)，現(xiàn)充電時間減少一半，則供給無人機的電池數(shù)量也會減少一半，從而降低了無人機電池組的承載重量；
[0024](4)、本實用新型電能量監(jiān)控設備監(jiān)控充電過程中單體電池電壓、充電電流、電池溫度、充電電池個數(shù)、故障告警等電池信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)備份、分析和學習等功能；
[0025](5)、本實用新型后備儲能設備可對多個快速充電設備進行供電，取代發(fā)電機，轉換效率高、無污染、節(jié)能環(huán)保，在充電作業(yè)休息期間通過市電可以給后備儲能設備充電，循環(huán)供給，降低整體成本，提高作業(yè)效率；
[0026](6 )、本實用新型電池組通過母線與對應的快速充電設備連接，智能充電曲線，充滿自動斷開；
[0027](7)、本實用新型后備儲能設備通過DC-DC變換器與多個快速充電設備連接，快速充電設備內部含有整流模塊，整體效率高，降低損耗，節(jié)能環(huán)保；
[0028](8)、本實用新型電池組和電池管理系統(tǒng)封裝于鋁制外殼內，不僅可以有效的保護電池本體，還可以加速散熱；
[0029](9)、本實用新型電池單體之間嵌入加熱裝置，當電池組在低溫環(huán)境下，溫度傳感器感應到的溫度低于正常工作溫度，加熱裝置啟動，對電池組進行自動加熱使其達到電池正常工作溫度；
[0030](10)、本實用新型快速充電設備配有冷卻設備，在電池快速充電同時，可實現(xiàn)電池降溫功能，保證電池快速充電，也提高了電池的使用壽命。
[0031]本實用新型結構簡單，使用操作方便，通過快速充電設備進行充電的同時，采集電池的相關狀態(tài)信息，進行實時監(jiān)控，提高了無人機電池裝置的充電速率和使用壽命。
【附圖說明】
[0032]圖1是本實用新型的原理框圖。
【具體實施方式】
[0033]見圖1，一種無人機電能量管理系統(tǒng)，包括有安裝于無人機上的電池裝置1、快速充電設備2、后備儲能設備3和電能量監(jiān)控設備4，電池裝置I包括有封裝于鋁制外殼內電池組11和與電池組11連接的電池管理系統(tǒng)12，快速充電設備2包括有一個主機21和多個從機22，多個從機22分別對應多個無人機的電池裝置I，后備儲能設備3通過DC-DC變換器7與多個快速充電設備2連接，電池組11通過母線與對應的快速充電設備2連接，電池管理系統(tǒng)12通過信號線將監(jiān)測的電池數(shù)據(jù)發(fā)送給對應的快速充電設備2，快速充電設備中的多個從機通過CAN總線進行順次連接，再與主機通過CAN總線進行連接通信，最后主機統(tǒng)一將監(jiān)測的電池數(shù)據(jù)傳輸給電能量監(jiān)控設備;后備儲能設備3通過充電機5與車載發(fā)電機或市電6進行連接。
[0034]其中，電池組11中包括有多個單體電池，多個單體電池之間嵌入有加熱裝置和溫度傳感器，溫度傳感器和加熱裝置均與無人機的主控制器連接;快速充電設備2上安裝有用于對電池裝置進行降溫的冷卻設備。
【主權項】
1.一種無人機電能量管理系統(tǒng)，其特征在于:包括有安裝于無人機上的電池裝置、快速充電設備、后備儲能設備和電能量監(jiān)控設備，所述的電池裝置包括有電池組和與電池組連接的電池管理系統(tǒng)，所述的快速充電設備為多個，所述的后備儲能設備通過DC-DC變換器與多個快速充電設備連接，所述的電池組通過母線與對應的快速充電設備連接，所述的電池管理系統(tǒng)通過信號線將監(jiān)測的電池數(shù)據(jù)發(fā)送給對應的快速充電設備，多個快速充電設備通過CAN總線進行順次連接，然后統(tǒng)一將監(jiān)測的電池數(shù)據(jù)傳輸給電能量監(jiān)控設備。2.根據(jù)權利要求1所述的一種無人機電能量管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的電池組和電池管理系統(tǒng)封裝于鋁制外殼內。3.根據(jù)權利要求1所述的一種無人機電能量管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的電池組中包括有多個單體電池，多個單體電池之間嵌入有加熱裝置和溫度傳感器，所述的溫度傳感器和加熱裝置均與無人機的主控制器連接。4.根據(jù)權利要求1所述的一種無人機電能量管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的快速充電設備包括有一個主機和多個從機，所述的多個從機分別對應多個無人機的電池裝置，所述的多個從機通過CAN總線順次連接后，與主機進行連接通信。5.根據(jù)權利要求1所述的一種無人機電能量管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的快速充電設備上安裝有用于對電池裝置進行降溫的冷卻設備。6.根據(jù)權利要求1所述的一種無人機電能量管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的后備儲能設備通過充電機與車載發(fā)電機或市電進行連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種無人機電能量管理系統(tǒng)，包括有安裝于無人機上的電池裝置、快速充電設備、后備儲能設備和電能量監(jiān)控設備，電池裝置包括有電池組和與電池組連接的電池管理系統(tǒng)，快速充電設備為多個，后備儲能設備通過DC-DC變換器與多個快速充電設備連接，電池組通過母線與對應的快速充電設備連接，電池管理系統(tǒng)通過信號線將監(jiān)測的電池數(shù)據(jù)發(fā)送給對應的快速充電設備，多個快速充電設備通過CAN總線進行順次連接，然后統(tǒng)一將監(jiān)測的電池數(shù)據(jù)傳輸給電能量監(jiān)控設備。本實用新型結構簡單，使用操作方便，通過快速充電設備進行充電的同時，采集電池的相關狀態(tài)信息，進行實時監(jiān)控，提高了無人機電池裝置的充電速率和使用壽命。
【IPC分類】B64C39/02, H01M10/48, H01M10/42
【公開號】CN205355198
【申請?zhí)枴緾N201620015881
【發(fā)明人】楊思山, 張興寧, 李永發(fā), 項詹
【申請人】安徽云翼航空技術有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年1月10日