[发明专利]一种无人机能量管理系统

说明书

技术领域

本发明属于无人机控制技术领域，特别是涉及一种无人机能量管理系统。

背景技术

现在无人机在整体配电方面大多采用传统的配电方式，其主要存在以下缺点：

1、电池的安全性差

现在无人机使用大多为航模级电池，本体使用热缩管封装，其材料强度差。在日常使用过程中易出现由于针刺或磕碰导致漏液状况，电池单体电压排线裸露在外部，易出现短路爆炸危险，其安全性较差；

2、电池的使用寿命短

航模级电池在使用过程中没有单体电压和充放电电流监测功能，在无人机在大载荷作业时电池会存在电池电压过放情况，还有在使用充电器给电池充电存在电压过充情况，这两种情况都会损伤电池，而这种损伤往往是不可修复的，从而导致降低电池使用次数，缩短其使用寿命；

3、电池的充电时间长

现在使用的充电器大多为航模级，其最大充电电流为6～10安培，充满10000mha的需要1小时，但10000mha的电池在无人机正常飞行最长续航时间为半小时，所以要配多组电池和充电器，这样成本很高，效率低；

4、电池的使用环境

航模级电池使用环境一般都是-10度以上，放电温度不高于55度，充电温度不高于45度。电池在持续高负荷的工作下，温度快速上升，航模级电池没有散热功能，在新疆等高原地区当室外温度低于-20度时，电池无法提供电能，无法满足无人机作业要求；

5、由于原有的充电和配电方案导致植保无人机的作业效率低；

6、在农用植保机无人机日常作业中需要保证电池能正常供给，提高作业效率，但室外无市电提供充电器充电，需要配备发电机，但发电机成本高，能量转换效率低，尾气污染环境。柴油发电机高温天电池温度高无法正常充电，整体作业效率低。

7、原来的放电机采用直接充电的方式，能量转换的效率比较低；

8、发电机和市电的输出的功率有限，很难满足大功率的充电需求；

9、以前的充电设备可以连接的充电设备有限，而且只能充固定数量的电池，扩展性很差。

针对以上问题，本发明的无人机快速充电智能管理系统都可以解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机能量管理系统，通过该系统的应用，解决了现有的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种无人机能量管理系统，包括车载后备储能单元、快速充电单元和电池管理单元，其中车载后备储能单元的输出端和电池管理单元的输出端均连接至快速充电单元的输入端；所述车载后备储能单元包括车载发电机或市电、充电机和后备储能装置，其中车载发电机或市电的输出端连接至充电机的输入端，所述充电机的输出端连接至后备储能装置的输入端；所述快速充电单元包括通过CAN总线依次连接的快速充电主控装置、快速充电设备1、快速充电设备2、快速充电设备3……快速充电设备N，其中快速充电设备1的输入端、快速充电设备2的输入端、快速充电设备3的输入端……快速充电设备N的输入端均通过DC-DC的方式连接至后备储能装置的输出端。

进一步地，所述电池管理单元包括电池单体1、电池单体2、电池单体3……电池单体N，其中电池单体1的输出端、电池单体2的输出端、电池单体3的输出端……电池单体N的输出端分别通过CAN总线对应连接至快速充电设备1的输入端、快速充电设备2的输入端、快速充电设备3的输入端……快速充电设备N的输入端；其中BMS是汽车电子技术领域的术语，即为电池管理系统。

进一步地，所述快速充电主控装置用于控制快速充电设备的开启或者关闭以及设置快速充电设备的充电参数，该充电参数包括充电电压和实时充电电流，快速充电设备包括快速充电设备1、快速充电设备2、快速充电设备3……快速充电设备N；快速充电主控装置包括微控制器、触摸屏和CAN总线接口，其中微控制器分别与触摸屏和CAN总线接口连接，微控制器为单片机或PLC；用户通过触摸屏操作，继而在微控制器中为快速充电设备配置充电参数，触摸屏还用于显示各电池单体对应的充电数据，该充电数据包括实时电量、实时充电电压和实时充电电流。

进一步地，所述电池采用铝壳封装，封装好的电池内置电池管理系统，其主要是用于实时监测电池单体电压、电池充电或放电电流、电池温度、电池循环次数、电池健康程度。

进一步地，在所述电池单体之间嵌入加热装置。

本发明具有以下有益效果：