[发明专利]一种高性能无人机恒温锂电池控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及飞行器控制技术领域，更具体地，涉及一种高性能无人机恒温锂 电池控制系统。

背景技术

无人机较传统方式的优点有很多，如便携性强、操控简单、成本低廉、发射 及回收占用场地小等等。随着无人机应用的场合逐渐增多，其后续问题也逐渐浮 出水面：比如低于零下10℃的环境可致使动力锂电池性能下降50％以上，但目前 大多数无人机却没有对于动力锂电池在低温环境下工作的普遍实用的解决方案。

申请号为CN201710164620.2的发明专利申请公开了一种新能源汽车电池组 温度控制系统及控制方法，属于电池领域，旨在解决电池的控温问题，包括：电 池系统，所述的电池系统包括电池组、电池管理系统和温度传感器，温度传感器 和控制处理器连接；电动泵，电动泵和电池系统连接；第一热交换器，和电动泵 和电池系统连接；控制处理器，和电动泵连接；冷却系统，冷却系统和第一热交 换器连接。然而，类似的技术在应用于无人机的电池管理时无法应对无人机在环 境温度变化较频繁的区域的情况。其中，其电池的工作环境温度可能也变化频繁， 这既不利于电池本身发挥正常性能，也不利于其供给发动机和通信设备以稳定的 电力。

发明内容

为稳定无人机电池的工作温度进而提升其向其他需电单元和模块供电的稳 定性和质量，本发明提供了一种高性能无人机恒温锂电池控制系统，所述电池包 括多个电池单体，所述无人机包括第一恒温单元、第二恒温单元和第三恒温单元，

电池单体检测单元，用于检测电池单体的温度信息和电气参数信息；

无人机电气检测单元，用于检测无人机电气参数信息；

无人机飞行状态监测单元，用于监测无人机飞行状态参数信息；

电池温度控制单元，用于根据电池单体的温度信息和电气参数信息、无人机 电气参数信息和无人机飞行状态参数信息确定第一恒温单元、第二恒温单元和第 三恒温单元的工作模式，其中第一恒温单元与第三恒温单元的工作模式相反。

进一步地，所述电池单体检测单元包括：

电池单体电流检测子单元，用于检测各电池单体的充电电流和放电电流；

电池单体电压检测子单元，用于检测各电池单体的充电电压和放电电压；

电池单体温度检测子单元，用于检测各电池单体表面温度；

接口温度检测子单元，用于检测电池的电力输出接口温度。

进一步地，所述无人机电气检测单元包括：

功率确定子单元，用于检测输入到无人机发动机的输入电压和输入电流；

转数检测子单元，用于检测无人机发动机的转数。

进一步地，所述无人机飞行状态监测单元包括：

GPS子单元，用于获取飞行高度数据和获取飞行速度数据；

无人机环境温度子检测单元，用于检测无人机所处环境的环境温度。

进一步地，所述电池温度控制单元包括：

运动状态检测子单元，用于根据飞行高度数据和飞行速度数据，确定无人机 是否在运动，以及如果在运动是否处于飞行状态；

第一测试子单元，用于当处于飞行状态时，若第一恒温单元工作于制热工作 模式且恒温温度被设置于T1，则在第一时刻，根据无人机发动机的输入电压和 输入电流确定无人机发动机的输入功率P_输入1并据此确定输入功率P_输入1与此时刻 发动机转数的比值L₁；根据各电池单体的充电电流和放电电流以及充电电压和放 电电压，确定各电池单体的放电电容量与充电电容量之间的差值，将各差值除以 与之对应的电池单体的温度，并据此确定得到的比值之间的均方根值E₁以及此 时刻环境温度与该均方值的比值R₁；在第二时刻，根据无人机发动机的输入电压 和输入电流确定无人机发动机的输入功率P_输入2并据此确定输入功率P_输入2与此时 刻发动机转数的比值L₂；根据各电池单体的充电电流和放电电流以及充电电压和 放电电压，确定各电池单体的放电电容量与充电电容量之间的差值，将各差值除 以与之对应的电池单体的温度，并据此确定得到的比值之间的均方根值E₂以及 此时刻环境温度与该均方值的比值R₂，所述第二时刻是在第一时刻之后，当飞行 高度数据和飞行速度数据的变化率分别超过预设第一变化率后的某一时刻且在 第二时刻无人机仍处于飞行状态；