的單體電池電壓值大于單電池組的單體電池的電壓上限閾 值或整體電池組的充電總電壓值大于整體電池組充放電總電壓上限閾值時(shí)，主控制器模塊 發(fā)送控制信號(hào)至過(guò)壓過(guò)流保護(hù)模塊，控制接觸器模塊斷開(kāi)航空電源電池的電池充電器；
[0038] 步驟5. 3:當(dāng)單電池組的單體電池電壓值小于單電池組的單體電池的電壓下限閾 值或整體電池組的放電總電壓值小于整體電池組充放電總電壓下限閾值時(shí)，主控制器模塊 發(fā)送控制信號(hào)至過(guò)壓過(guò)流保護(hù)模塊，控制接觸器模塊斷開(kāi)航空電源電池的負(fù)載；
[0039] 步驟5. 4:當(dāng)整體電池組的充電總電流值大于整體電池組充放電總電流上限閾值 時(shí)，主控制器模塊發(fā)送控制信號(hào)至過(guò)壓過(guò)流保護(hù)模塊，控制接觸器模塊斷開(kāi)航空電源電池 的電池充電器；
[0040] 步驟5. 5:當(dāng)整體電池組的放電總電流值小于整體電池組充放電總電流下限閾值 時(shí)，主控制器模塊發(fā)送控制信號(hào)至過(guò)壓過(guò)流保護(hù)模塊，控制接觸器模塊斷開(kāi)航空電源電池 的負(fù)載；
[0041] 步驟6 :主控制器模塊根據(jù)單電池組的單體電池的電壓值計(jì)算單電池組的單體電 池的電壓偏差，送控制信號(hào)至子板控制模塊，子板控制模塊對(duì)單電池組的單體電池進(jìn)行能 量均衡控制；
[0042] 步驟6. 1 :設(shè)定單電池組的單體電池偏差上限閾值；
[0043] 步驟6.2 :當(dāng)單電池組的單體電池的電壓偏差大于單電池組的單體電池偏差上限 閾值時(shí)，主控制器模塊發(fā)送控制信號(hào)至子板控制模塊，子板控制模塊對(duì)電壓過(guò)大的單電池 組的單體電池進(jìn)行放電；
[0044] 步驟7:主控制器模塊根據(jù)實(shí)時(shí)采集的航空電源的整體電池組的充電總電壓、整 體電池組的放電總電壓、整體電池組的充電總電流、整體電池組的放電總電流和整體電池 組溫度值進(jìn)行航空電源電池的S0C值和航空電源電池S0H值估算；
[0045] 步驟7. 1 :采用randies模型對(duì)航空電源電池進(jìn)行建模，得到航空電源電池 randies模型；
[0046] 步驟7.2 :將采集的整體電池組的充電總電壓或放電總電壓作為充放電總電壓， 將整體電池組的充電總電流或放電總電流作為充放電總電流，將單電池組的單體電池溫度 值的平均值作為整體電池組的溫度值；
[0047] 步驟7. 3 :根據(jù)航空電源電池的randies模型，采用擴(kuò)展卡爾曼濾波的方法，利用 實(shí)時(shí)采集的航空電源的整體電池組的充放電總電壓、整體電池組的充放電總電流和整體電 池組的溫度值估算出航空電源電池的S0C值和航空電源電池的S0H值；
[0048] 步驟8 :上位機(jī)顯示航空電源的整體電池組的充電總電壓值、整體電池組的放電 總電壓值、整體電池組的充電總電流值、整體電池組的放電總電流值、整體電池組的外界大 氣壓力值、各單電池組的溫度值、單電池組的單體電池的電壓值、航空電源電池的S0C值和 航空電源電池的S0H值。
[0049] 本發(fā)明的有益效果：
[0050] 本發(fā)明提出航空電源電池管理系統(tǒng)及其方法，準(zhǔn)確測(cè)量各單電池組的單體電池電 壓、航空電源充放電總電壓、航空電源充放電總電流、航空電源電池的溫度及航空電源電池 的氣壓等信息，同時(shí)具有均衡單體電池電壓，控制電池充放電，電池過(guò)流過(guò)壓控制的功能。 并且采用基于擴(kuò)展卡爾曼濾波（EKF)的鋰電池荷電狀態(tài)（S0C)和健康狀態(tài)（S0H)估計(jì)方 法，可使該航空電源電池管理系統(tǒng)準(zhǔn)確掌握鋰電池組的工作狀態(tài)，構(gòu)成了一個(gè)集成度高、功 能完善、性能優(yōu)良的實(shí)用系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0051] 圖1為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的航空電源電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052] 圖2為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的充放電電壓測(cè)量模塊的放電電壓測(cè)量電路的電路 圖；
[0053] 圖3為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的充放電電壓測(cè)量模塊的充電電壓測(cè)量電路的電路 圖；
[0054] 圖4為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的充放電電流測(cè)量模塊的放電電流測(cè)量電路的電路 圖；
[0055] 圖5為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的充放電電流測(cè)量模塊的充電電流測(cè)量電路的電路 圖；
[0056] 圖6為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的A/D轉(zhuǎn)換模塊的電路圖；
[0057] 圖7為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的過(guò)壓過(guò)流保護(hù)模塊的電路圖；
[0058] 圖8為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的CAN總線的電路圖；
[0059] 圖9為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的isoSPI轉(zhuǎn)換模塊的電路圖；
[0060] 圖10為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的電源單元的電路圖；
[0061]圖11為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的航空電源電池管理方法的流程圖；
[0062] 圖12為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的航空電源電池randies模型。
【具體實(shí)施方式】
[0063] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】加以詳細(xì)的說(shuō)明。
[0064] 本實(shí)施方式中，航空電源電池有8個(gè)單電池組，各單電池組有12節(jié)單體電池。航 空電源電池管理系統(tǒng)，如圖1所示，包括主控制單元、監(jiān)控子單元和上位機(jī)。
[0065] 主控制單元，包括主控制器模塊、充放電電壓測(cè)量模塊、充放電電流測(cè)量模塊、過(guò) 壓過(guò)流保護(hù)模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、接觸器模塊、氣壓采集模塊和isoSPI轉(zhuǎn)換模塊。
[0066] 監(jiān)控子單元有8個(gè)，各監(jiān)控子單元均包括子板控制模塊和溫度測(cè)量模塊。
[0067] 充放電電壓測(cè)量模塊的輸入端連接航空電源的整體電池組兩端，充放電電流測(cè)量 模塊的輸入端連接航空電源的整體電池組的負(fù)載，充放電電壓測(cè)量模塊的輸出端和充放電 電流測(cè)量模塊的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端通過(guò)IIC總線連 接主控制器模塊的第一輸入端；所述的氣壓采集模塊的輸出端通過(guò)IIC總線連接主控制器 模塊的第二輸入端；所述的主控制器模塊的第一輸出端連接過(guò)壓過(guò)流保護(hù)模塊的輸入端， 過(guò)壓過(guò)流保護(hù)模塊的輸出端連接接觸器模塊的輸入端，接觸器模塊的輸出端連接航空電源 的整體電池組；所述的主控制器模塊通過(guò)CAN總線連接上位機(jī)；所述的各溫度測(cè)量模塊的 輸出端分別連接對(duì)應(yīng)的子板控制模塊的第一輸入端，各子板控制模塊的第二輸入端連接對(duì) 應(yīng)的單電池組兩端；所述的各子板控制模塊通過(guò)SPI總線連接isoSPI轉(zhuǎn)換模塊，isoSPI轉(zhuǎn) 換模塊通過(guò)SPI總線連接主控制器模塊。
[0068] 本實(shí)施方式中，主控制器模塊采用型號(hào)為飛思卡爾MC9S12XET256單片機(jī)，用于根 據(jù)采集的航空電源的整體電池組的充電總電壓值、整體電池組的放電總電壓值、整體電池 組的充電總電流值、整體電池組的放電總電流值和單電池組的單體電池電壓值進(jìn)行電壓、 電流檢測(cè)，并發(fā)送控制信號(hào)至過(guò)壓過(guò)流保護(hù)模塊；根據(jù)單電池組的單體電池的電壓值計(jì)算 單電池組的單體電池的電壓偏差，并發(fā)送控制信號(hào)至子板控制模塊；根據(jù)實(shí)時(shí)采集的航空 電源的整體電池組的充電總電壓、整體電池組的放電總電壓、整體電池組的充電總電流、整 體電池組的放電總電流和整體電池組溫度值進(jìn)行航空電源電池的S0C值和航空電源電池 S0H值估算；將航空電源的整體電池組的充電總電壓值、整體電池組的放電總電壓值、整體 電池組的充電總電流值、整體電池組的放電總電流值、整體電池組的外界大氣壓力值、各單 電池組的溫度值、單電池組的單體電池的電壓值、航空電源的S0C值和航空電源電池S0H值 發(fā)送至上位機(jī)。
[0069] 充放電電壓測(cè)量模塊，用于采集航空電源的整體電池組的充電總電壓和整體電池 組的放電總電壓，并傳送至A/D轉(zhuǎn)換模塊。
[0070] 充放電電壓測(cè)量模塊，包括放電電壓測(cè)量電路和充電電壓測(cè)量電路。
[0071] 本實(shí)施方式中，放電電壓測(cè)量電路如圖2所示，包括第一運(yùn)算放大器U24B、第一隔 離器U23和第二運(yùn)算放大器U24A。第一運(yùn)算放大器U24B的正輸入端通過(guò)BAT+引腳連接航 空電源的整體電池組兩端，第一運(yùn)算放大器U24B的輸出端連接第一隔離器U23的FD_AI_1 引腳，第一隔離器U23的FD_AI_2引腳連接第二運(yùn)算放大器U24A的正輸入端，第二運(yùn)算放 大器U24A的輸出端連接AD轉(zhuǎn)換芯片U25的FD_V引腳。
[0072] 本實(shí)施方式中，充電電壓測(cè)量電路如圖3所示，包括第三運(yùn)算放大器U14B、第二隔 離器U23和第四運(yùn)算放大器U14A。第三運(yùn)算放大器U14B的正輸入端通過(guò)C+引腳連接航空 電源的整體電池組兩端，第三運(yùn)算放大器U14B的輸出端連接第二隔離器U23的CD_AI_1引 腳，第二隔離器U23的CD_AI_2引腳連接第四運(yùn)算放大器U14A的正輸入端，第四運(yùn)算放大 器U14A的輸出端連接AD轉(zhuǎn)換芯片U25的CD_V引腳。
[0073] 本實(shí)施方式中，第一隔離器U23和第二隔離器U13均采用型號(hào)為IS0124隔離器， 第一運(yùn)算放大器U24B、第二運(yùn)算放大器U24A、第三運(yùn)算放大器U14B和第四運(yùn)算放大器U14A 均采用信號(hào)為型號(hào)為0PA2340運(yùn)算放大器。
[0074] 充放電電流測(cè)量模塊，用于采集航空電源的整體電池組的充電總電流和放電總電 流，并傳送至A/D轉(zhuǎn)換模塊。
[0075] 充放電電流測(cè)量模塊，包括放電電流測(cè)量電路和充電電流測(cè)量電路。
[0076] 本實(shí)施方式中，放電電流測(cè)量電路如圖4所示，包括第五運(yùn)算放大器U1OT和第六 運(yùn)算放大器U15C。第五運(yùn)算放大器U1?的正輸入端通過(guò)霍爾傳感器連接航空電源的整體 電池組負(fù)載，第五運(yùn)算放大器U1?的輸出端連接第六運(yùn)算放大器U15C的正輸入端，第六運(yùn) 算放大器U15C的輸出端連接AD轉(zhuǎn)換芯片U25的FD_C引腳。
[0077] 本實(shí)施方式中，充電電流測(cè)量電路如圖5所示，包括第七運(yùn)算放大器U15B和第八 運(yùn)算放大器U15A。第七運(yùn)算放大器U15B的正輸入端通過(guò)霍爾傳感器連接航空電源的整體 電池組負(fù)載，第七運(yùn)算放大器U15B的輸出端連接第八運(yùn)算放大器U15A的正輸入端，第八運(yùn) 算放大器U15A的輸出端連接AD轉(zhuǎn)換芯片U25的CD_C引腳。
[0078] 本實(shí)施方式中，選取型號(hào)為HTA2020的霍爾傳感器，第五運(yùn)算放大器U15D、第六運(yùn) 算放大器U15C、第七運(yùn)算放大器U15B和第八運(yùn)算放