[實用新型]一種無人機鋰電池組在線管理裝置

有效

• 申請號: 201621396002.8
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN206313483U
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 郭一凡;劉瑞瑞;汪雷
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 徐輝

技術領域

本實用新型涉及一種無人機鋰電池組在線管理裝置，屬于電源管理領域。

背景技術

鋰電池具有單體工作電壓高、比能量高、自放電率低、無記憶效應、循環壽命長等優點。目前，鋰電池已成功應用于各類飛行器，無人駕駛飛機廣泛使用鋰電池作為機載主電源和備用電源。但是，鋰電池在充放電過程有嚴格的條件限制，過充、過放和過溫都會影響鋰電池組的性能和壽命。

無人機鋰電池組為了得到高電壓和大容量，需要將大量鋰電池單體串并聯起來。鋰電池組長期充放電過程中，單體電池的內阻、充電接受能力、自放電率和容量衰減速率存在差異，容易造成電池組性能衰減加劇，嚴重時會威脅飛行安全。

部分無人機使用鋰電池組作為備用電源，直接與主電源并聯使用。電池組充放電電路一般使用二極管、MOS管或繼電器等元件將電池組與母線隔開，避免母線電壓波動對電池組造成不良影響。但由于二極管導通壓降較大，電池組獨立供電時的母線電壓會降低；此外，二極管自身發熱嚴重，造成電池組容量不必要的損失。使用MOS管或繼電器雖會降低電池組充放電電路的壓降，但會使電池組接入飛機電源母線出現延時；控制失效時還會造成機載設備失電，導致飛機墜毀。

部分無人機鋰電池組通過專用管理裝置與主電源并聯使用。管理裝置內部一般具有充電均衡電路，用于實現各串聯級的均衡充電。但該部分電路較為復雜，需要元器件、電路具有良好的一致性，否則會引起電池組性能下降，甚至損壞。且無人機鋰電池組在機上充放電時間較短，是否需要在機上均衡充電值得商榷，均衡充電完全可以在地面維護階段實施。

部分無人機鋰電池組配備了非在線式電池組管理裝置，電池組的充放和放電電路往往不能同時接通，也容易因為電池組接入飛機電源母線出現延時，造成機載設備失電。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的上述不足，提出一種符合無人機機載鋰電池組應用特點的鋰電池組在線管理裝置，該裝置具有損耗小、安全性好、可靠性高等優點，可以有效地解決無人機機載鋰電池組管理中的安全性和可靠性問題。

本實用新型的上述目的是通過如下技術方案予以實現的：

提供一種無人機鋰電池組在線管理裝置，包括充電電路、放電電路和檢測控制電路；

所述充電電路在飛機主電源供電時接通電源母線為電池組充電；

所述放電電路在飛機主電源不供電時控制電池組放電，為電源母線上的設備供電；所述放電電路包括二極管D1和MOS管M1，MOS管M1的漏極連接電池組的正極，MOS管M1的源極連接電源母線，MOS管M1的柵極連接至檢測控制電路；二極管D1的陽極連接MOS管M1的漏極，二極管D1的陰極連接MOS管M1的源極；

檢測控制電路用于檢測電池組的放電電流和電池組的電壓，并控制所述充電電路和放電電路；飛機開啟后，電池組通過二極管D1放電；所述檢測控制電路檢測電池組的放電電流，當放電電流大于5A時，所述檢測控制電路控制MOS管M1導通，電池組通過MOS管M1放電；當放電電流小于5A時，所述充電電路接通電源母線為電池組恒流充電；所述檢測控制電路檢測電池組的電壓，當電池組的電壓達到閾值時，所述檢測控制電路控制所述充電電路為電池組恒壓充電。

優選的，所述充電電路包括MOS管M2、DC/DC模塊、濾波模塊和二極管D2；MOS管M2的漏極連接電源母線，MOS管M2的源極連接DC/DC模塊，柵極連接檢測控制電路；DC/DC模塊的輸出連接濾波模塊，濾波模塊連接二極管D2的陽極，二極管D2的陰極連接電池組的正極；當放電電流小于5A時，檢測控制電路控制MOS管M2導通，接通電源母線為電池組恒流充電，所述檢測控制電路檢測電池組的電壓，當電池組的電壓達到閾值時，所述檢測控制電路控制充電電路為電池組恒壓充電。

優選的，檢測控制電路包括電流檢測電路、電壓檢測電路、溫度檢測電路、加熱控制電路、MCU電路、通訊電路；

所述電流檢測電路用于檢測電池組的放電電流并發送給MCU電路；

所述電壓檢測電路用于檢測電池組的電壓并發送給MCU電路；

所述溫度檢測電路用于檢測電池組的溫度并發送給MCU電路；

所述加熱控制電路在MCU電路的控制下控制電池組內加熱電源的通斷；

所述通訊電路用于MCU電路與上位機的通訊；