大器U15A的型號均為0PA4227運(yùn)算放 大器。
[0079]A/D轉(zhuǎn)換模塊如圖6所示，采用型號為ADS1115的16位高精度AD轉(zhuǎn)換芯片U25， 用于將采集的航空電源的整體電池組的充電總電壓、放電總電壓、充電總電流和放電總電 流進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換的航空電源的整體電池組的充電總電壓值、放電總電壓值、充電 總電流值和放電總電流值通過IIC總線傳送至主控制器模塊。
[0080]AD轉(zhuǎn)換芯片ADS1115的FD_V引腳連接放電電壓測量電路的第二運(yùn)算放大器U24A 的輸出端，AD轉(zhuǎn)換芯片ADS1115的CD_V引腳連接充電電壓測量電路的第四運(yùn)算放大器 U14A的輸出端，AD轉(zhuǎn)換芯片ADS1115的FD_C引腳連接放電電流測量電路的第六運(yùn)算放大 器U15C的輸出端，AD轉(zhuǎn)換芯片ADS1115的CD_V引腳連接充電電流測量電路的第八運(yùn)算放 大器U15A的輸出端，AD轉(zhuǎn)換芯片ADS1115的AD_SCL引腳、AD_SDA引腳和AD_STATE引腳分 別連接主控制器模塊的輸入端。
[0081] 16位高精度AD轉(zhuǎn)換芯片ADS1115,執(zhí)行轉(zhuǎn)換速率高達(dá)每秒860個(gè)樣本具有一個(gè)片 上可編程增益放大器（PGA)，能夠以高分辨率來測量大信號和小信號，ADS1115還具有一個(gè) 輸入多路復(fù)用器（MUX)，可提供2個(gè)差分輸入或4個(gè)單端輸入。本實(shí)施方式采用單端輸入方 式分四路分別測量充電總電壓、放電總電壓、充電總電流和放電總電流，電壓與電流的準(zhǔn)確 性為航空電源電池組S0C和S0H的估算提供了精度保證。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測量，電池組總電流的 測量精度達(dá)到< 3%，電池組總電壓的測量精度達(dá)到< 2%。
[0082] 過壓過流保護(hù)模塊如圖7所示，用于根據(jù)主控制器模塊的控制信號，在航空電源 的整體電池組或單電池組的單體電池出現(xiàn)過壓、過流時(shí)，控制接觸器模塊的通斷，實(shí)現(xiàn)過壓 過流保護(hù)。
[0083] 過壓過流保護(hù)模塊，包括光電耦合器U22、第一三極管Q5和第二三極管Q4,還包括 第一二極管D9和第二二極管D4。
[0084] 本實(shí)施方式中，光電耦合器U22的型號為TLP521_2，第一三極管Q5和第二三極管 Q4的型號均為TIP41C，第一二極管D9和第二二極管D4的型號為IN4148。
[0085] 光電耦合器U22的FD_D0_1引腳和FD_D0-2引腳連接主控制器模塊，光電耦合器 U22的FD_1引腳連接第一三極管Q5的基極，第一三極管Q5的集電極連接第一二極管D9的 正極，第一三極管Q5的集電極與第一二極管D9的正極的連接點(diǎn)連接接觸器模塊的放電直 流接觸器的FD_JK1引腳，第一三極管Q5的發(fā)射極接地，第一二極管D9的負(fù)極接+24V輸入 電源，光電耦合器U22的CD_1引腳連接第二三極管Q4的基極，第二三極管Q4的集電極連 接第二二極管D4的正極，第二三極管Q4的集電極與第二二極管D4的正極的連接點(diǎn)連接接 觸器模塊的充電直流接觸器的CD_JK1引腳，第二三極管Q4的發(fā)射極接地，第二二極管D4 的負(fù)極接+24V輸入電源。
[0086]CAN總線如圖8所示，采用型號為CTM1050T的高速CAN隔離收發(fā)器U2,用于實(shí)現(xiàn)主 控制器模塊與上位機(jī)的通信。高速CAN隔離收發(fā)器U2的CAN_T1引腳和CAN_R引腳連接主 控制器模塊，高速CAN隔離收發(fā)器U2的CAN_GND引腳接地，高速CAN隔離收發(fā)器U2的CANH 和CANL引腳通過USB-CAN收發(fā)器連接上位機(jī)。
[0087] 本實(shí)施方式中，選用兩塊高速CAN隔離收發(fā)器CTM1050T，一塊用于正常通信，另一 塊備用。
[0088] 氣壓采集模塊，采用型號為BMP085的氣壓傳感器，用于采集航空電源的整體電池 組的外界大氣壓力值，并傳送至主控制器模塊。氣壓傳感器BMP085的精度高、耗能低，通過 IIC總線與主控制器模塊相連，將采集的整體電池組的外界大氣壓力直接傳送給主控制器 模塊進(jìn)行處理。
[0089]isoSPI轉(zhuǎn)換模塊如圖9所示，用于實(shí)現(xiàn)四線制的標(biāo)準(zhǔn)SPI和兩線制的標(biāo)準(zhǔn)SPI的 相互轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)主控制器模塊與多個(gè)子板控制模塊之間的通信。
[0090]isoSPI轉(zhuǎn)換模塊，包括isoSPI隔離式通信接口U11和以太網(wǎng)隔離變壓器U12。
[0091] 本實(shí)施方式中，isoSPI隔離式通信接口U11的型號為LTC6820FA，功能為將四線制 的標(biāo)準(zhǔn)SPI轉(zhuǎn)化為兩線制的標(biāo)準(zhǔn)SPI，以太網(wǎng)隔離變壓器U12的型號為HX1188,功能為增強(qiáng) 信號強(qiáng)度提高傳輸距離，使芯片端隔離防止外界干擾與信號竄擾。
[0092]isoSPI隔離式通信接口U11的iso_M0SI引腳、iso_MIS0引腳、iso_SCK引腳和 iso_/CS引腳連接主控制器模塊，isoSPI隔離式通信接口U11的IP引腳和頂引腳分別連 接以太網(wǎng)隔離變壓器U12的IP引腳和頂引腳，以太網(wǎng)隔離變壓器U12的iso_IP和isoJM 引腳與子板控制模塊的iso_IP和isoJM相連。
[0093] 子板控制模塊，采用Linear公司的Linear6804_2多節(jié)電池組監(jiān)視器，用于采集航 空電源的單電池組的單體電池電壓值，將航空電源的單電池組的單體電池電壓值和接收的 航空電源的單電池組的溫度值傳送至主控制器模塊；根據(jù)主控制器模塊控制信號對單電池 組的單體電池進(jìn)行能量均衡控制。
[0094] 電池組監(jiān)視器Linear6804-2可測量多達(dá)12個(gè)串接電池的電壓并具有低于1. 2mV 的總測量誤差，可在290ys之內(nèi)完成系統(tǒng)中所有電池的測量，采用一種多地址配置的方式 將主控制器模塊同8塊子板控制模塊相連，可采集共96節(jié)單體電池電壓，并且可對各單體 電池進(jìn)行能量均衡控制。當(dāng)主控制器模塊檢測到子板控制模塊傳回的單體電池電壓過高， 主控制器模塊就會(huì)對子板控制模塊發(fā)出放電信號，子板控制模塊通過驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)放電 管，對相應(yīng)的單體電池進(jìn)行放電實(shí)現(xiàn)電池能量均衡。
[0095] 溫度測量模塊，采用型號為NTC-MF52AT的熱敏電阻，用于采集航空電源的單電池 組的溫度值，并傳送至子板控制模塊。
[0096] 接觸器模塊，用于控制航空電源電池與電池充電器的通斷和航空電源電池與負(fù)載 的通斷。
[0097] 接觸器模塊，包括兩個(gè)直流接觸器：充電直流接觸器和放電直流接觸器，充電直流 接觸器和放電直流接觸器均為型號為SZJ100A的直流接觸器。
[0098] 充電直流接觸器的輸入端和放電直流接觸器的輸入端連接過壓過流保護(hù)模塊的 輸出端，充電直流接觸器的輸出端連接航空電源電池的電池充電器，放電直流接觸器的輸 出端連接航空電源電池的負(fù)載。
[0099] 上位機(jī)，選用計(jì)算機(jī)，用于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 SOC值和航空電源電池SOH值。
[0100] 該系統(tǒng)還包括電源單元如圖10所示，采用型號為PV10-27B24的電壓隔離轉(zhuǎn)換器 U16,用于將航空電源電池的電壓轉(zhuǎn)換為24V電壓，再由24V電壓轉(zhuǎn)換為主控制單元各模塊 和監(jiān)控子單元各模塊所需電壓，為主控制單元各模塊和監(jiān)控子單元各模塊供電。電壓隔離 轉(zhuǎn)換器U16的+VIN引腳和-VIN引腳連接航空電源的整體電池組，電壓隔離轉(zhuǎn)換器U16的 +V0引腳提供+24V電壓連接至主控制器模塊的電源端。
[0101] 采用航空電源電池管理系統(tǒng)進(jìn)行航空電源電池管理的方法，如圖11所示，包括以 下步驟：
[0102] 步驟1 :在航空電源電池工作過程中，充放電電壓測量模塊實(shí)時(shí)采集航空電源的 整體電池組的充電總電壓和放電總電壓，充放電電流測量模塊采集航空電源的整體電池組 的充電總電流和放電總電流，A/D轉(zhuǎn)換模塊將整體電池組的充電總電壓、放電總電壓、充電 總電流和放電總電流進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換的航空電源的整體電池組的充電總電壓值、 放電總電壓值、充電總電流值和放電總電流值傳送至主控制器模塊。
[0103] 步驟2:氣壓采集模塊實(shí)時(shí)采集航空電源的整體電池組的外界大氣壓力值，并傳 送至主控制器模塊。
[0104] 步驟3 :各溫度測量模塊采集航空電源的各單電池組的溫度值，并傳送至子板控 制模塊。
[0105] 步驟4 :各子板控制模塊采集對應(yīng)的航空電源的單電池組的單體電池電壓值，將 航空電源的單電池組的單體電池電壓值和航空電源的單電池組的溫度值傳送至主控制器 豐旲塊。
[0106] 步驟5 :主控制器模塊根據(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，并發(fā)送控制信號至過壓過流保護(hù)模塊控制接 觸器模塊的通斷，實(shí)現(xiàn)航空電源電池的過壓過流保護(hù)。
[0107] 步驟5. 1 :設(shè)定單電池組的單體電池的電壓上限閾值、單電池組的單體電池的電 壓下限閾值、整體電池組充放電總電壓上限閾值、整體電池組充放電總電壓下限閾值、整體 電池組充放電總電流上限閾值和整體電池組充放電總電流下限閾值。
[0108] 本實(shí)施方式中，設(shè)定的單電池組的單體電池的電壓上限閾值為4. 25V，單電池組的 單體電池的電壓下限閾值為2. 5V，整體電池組充放電總電壓上限閾值為411V，整體電池組 充放電總電壓下限閾值為239V，整體電池組充放電總電流上限閾值為125A，整體電池組充 放電總電流下限閾值為12. 5A。
[0109] 步驟5. 2 :當(dāng)單電池組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)送控制信號至過壓過流保護(hù)模塊，控制接觸器模塊斷開航空電源電池的電池充電器。
[0110] 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)送控制信號至過壓過流保護(hù)模塊，