一種無人直升機用啟動電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于動力電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域，具體說是一種無人直升機用啟動電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無人直升機發(fā)動機啟動時需要穩(wěn)定的直流電源。目前鉛酸電池常被用來作為無人直升機發(fā)動機啟動電源的能量來源，但鉛酸電池具有比能小、污染嚴重等缺點，并且缺少對電池的智能化管理和相應的安全保護，可靠性和穩(wěn)定性差，同時由于鉛酸電池特性導致在發(fā)動機啟動所需的能量條件下，體積和重量較大。
[0003]鋰電池作為新興的能源，以其體積小、比能高，性能穩(wěn)定，倍受青睞，本發(fā)明采用磷酸鐵鋰電池作為無人直升機啟動電源的能量來源，使得在相同容量下，啟動電源更加的小型化，減輕了無人直升機的載重，也減少了占用空間。同時配備了智能化的控制系統(tǒng)，提供了啟動電源的完全性和穩(wěn)定性，有效保障無人機的安全運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種性能穩(wěn)定、體積小、成本低、可靠性高的無人直升機用啟動電源系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:一種無人直升機用啟動電源系統(tǒng)，采集模塊一端連接鋰電池組，采集鋰電池組的電壓、電流和溫度信號，另一端連接微控制器模塊，將采集到的信號發(fā)送到微控制器模塊進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；
[0006]均衡管理模塊一端連接微控制器模塊，接收微控制器模塊的均衡控制信號，另一端連接鋰電池組，對鋰電池組進行均衡控制；
[0007]供電輸出模塊一端連接微控制器模塊，接收微控制器模塊的控制信號，另一端連接鋰電池組，用于對鋰電池組進行輸出控制，在輸出電壓較低或者出現(xiàn)嚴重安全故障時，自動切斷與外部使用設(shè)備的連接；
[0008]限流控制模塊一端連接微控制器模塊，接收微控制器模塊發(fā)送的限流控制信號，另一端連接鋰電池組，對鋰電池組的充電過程進行控制；
[0009]安全保護模塊一端連接微控制器模塊，接收微控制器模塊發(fā)出的保護信號，另一端連接鋰電池組，對鋰電池組進行安全保護；
[0010]通訊模塊連接微控制器模塊，實現(xiàn)與微控制器模塊之間的雙向通信；
[0011 ] 存儲模塊連接微控制器模塊，對微控制器模塊的信息進行存儲和讀取。
[0012]所述供電輸出模塊包括順序連接的二極管Dl和繼電器Kl ;二極管Dl正極與鋰電池組正極和限流模塊輸出正極連接，負極與限流模塊輸入正極和繼電器Kl 一端連接；繼電器Kl另一端與電源輸出正連接，控制端與微處理器模塊連接；限流控制模塊的控制端與微處理器模塊連接。
[0013]所述均衡管理模塊包括多個均衡子模塊，每個均衡子模塊由均衡分流放電電路和均衡驅(qū)動電路組成。
[0014]所述均衡分流放電電路包括順序連接的場效應管U1、功率電阻Rl和二極管Dl ;功率Rl —端與單體電池的負極連接，另一端與場效應管Ul的S極連接，場效應管Ul的D極與二極管Dl的負端連接，G極與相應的均衡驅(qū)動電路連接，二極管Dl與單體電池的正端連接，還與相鄰的均衡子模塊中均衡分流放電電路的功率電阻極連接。
[0015]所述均衡驅(qū)動電路包括順序連接的電阻R2、光耦TLPl、電阻R3 ;電阻R3 —端接5V電源，另一端接光耦TLPl控制端正極，光耦TLPl控制端負極接微處理器，光耦TLPl通道正端接與R2 —端和Dl正端連接，通道負端與R2另一端和場效應管Ul的G極連接。
[0016]所述限流控制模塊由順序連接的控制輸出電壓和電流的頻率開關(guān)K0，續(xù)流二極管DO,LO和CO組成的振蕩電路，電壓電流檢測電阻RO以及電壓反饋模塊Vl和電流反饋模塊Il組成；
[0017]所述限流控制模塊輸入為發(fā)電機的輸出電源，輸出為恒壓限流后的電源。
[0018]本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點:
[0019]1.本發(fā)明為無人直升機用啟動電源系統(tǒng)，具有體積小，性能穩(wěn)定，檢測精度高，成本低，可靠性強等特點。
[0020]2.本發(fā)明具有恒壓限流功能，能減少發(fā)電機大電流脈沖尖峰對電池組的損傷，延長電池組的使用壽命，也提供了啟動電源的安全性。
[0021]3.本發(fā)明提供一種智能化的充電管理，能夠?qū)崿F(xiàn)電池組的自動充電與容量均衡。
【附圖說明】
[0022]圖1為一種無人直升機用啟動電源系統(tǒng)框架圖；
[0023]圖2為限流模塊原理示意圖；
[0024]圖3為供電輸出模塊原理示意圖；
[0025]圖4為均衡管理模塊原理示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0027]如圖1所TJK為一種無人直升機用啟動電源系統(tǒng)框架圖,一種無人直升機用啟動電源系統(tǒng)，啟動電源系統(tǒng)包括鋰電池組和控制系統(tǒng)；
[0028]鋰電池組為啟動電源系統(tǒng)的能量來源，對外提供穩(wěn)定的直流電源；
[0029]控制系統(tǒng)用于監(jiān)測啟動電源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和故障信息，管理鋰電池組的均衡充電和供電輸出，保障啟動電源的安全穩(wěn)定運行。
[0030]所述的鋰電池組由多個電芯模塊串聯(lián)組成,每個電芯模塊由多個鋰離子單體電池并聯(lián)組成。
[0031]所述的控制系統(tǒng)包括微控制器模塊、通訊模塊、存儲模塊、限流控制模塊、供電輸出模塊、均衡管理模塊、采集模塊和安全保護模塊；微控制器模塊:根據(jù)采集模塊的電源數(shù)據(jù)信息，控制限流控制模塊、供電輸出模塊、均衡管理模塊以及安全保護模塊，并將電源數(shù)據(jù)信息和狀態(tài)信息通過通訊模塊發(fā)送給外部設(shè)備控制器，并存儲到存儲模塊。限流控制模塊:用于鋰電池組充電過程中恒壓限流，能將充電電壓限制在恒定值，充電電流限制在1A以下，以防止大電流沖擊造成電池組的損傷。供電輸出模塊:用于啟動電源輸出控制，在輸出電壓較低，或者出現(xiàn)嚴重安全故障時，自動切斷與外部使用設(shè)備的連接。均衡管理模塊:用于鋰電池組充電過程中減少單體電池容量之間的差異。通訊模塊采用RS422通訊，實現(xiàn)與外部設(shè)備的信息交互。存儲模塊為非揮發(fā)性記憶模塊，用于存儲電池組電壓、電流、溫度和電源系統(tǒng)的故障信息。采集模塊用于采集單體電池電壓，電池組溫度和電流，為其他模塊提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
[0032]安全保護模塊用于啟動電源系統(tǒng)運行過程中的安全保護，防止啟動電源過壓、超溫、短路等故障的發(fā)生。啟動電源系統(tǒng)分為三級保護，第一級保護為顯示報警信息，當啟動電源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息超過其設(shè)定的一級保護閾值時，以指示燈形式顯示，并通過通訊模塊發(fā)送給外部設(shè)備控制器；第二級保護為顯示報警信息并通過供電