[發(fā)明專(zhuān)利]無(wú)人機(jī)鋰聚合物動(dòng)力電池組混合充電系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710383632.4
• 申請(qǐng)日: 2017-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106972595B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市樂(lè)迪電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 深圳市恒和大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44479
• 代理人: 蔡衛(wèi)娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無(wú)人機(jī)電池的充電系統(tǒng)，具體地說(shuō)是一種無(wú)人機(jī)鋰聚合物動(dòng)力電池組混合充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)前商業(yè)無(wú)人機(jī)的興起給航拍、測(cè)繪、安防、電力架設(shè)及巡查，還有農(nóng)業(yè)植保等行業(yè)帶來(lái)了巨大方便，但是目前商業(yè)無(wú)人機(jī)的動(dòng)力電池為鋰聚合物電池，續(xù)航能力都不超過(guò)半個(gè)小時(shí)，為了不影響作業(yè)，外出作業(yè)需要攜帶很多個(gè)已經(jīng)充滿(mǎn)電的電池組或充電器。現(xiàn)有技術(shù)中常用的充電為平衡充電器，而當(dāng)前市場(chǎng)上的平衡充電器一般為用動(dòng)力線(xiàn)充電平衡線(xiàn)平衡的串聯(lián)旁路式平衡充和用平衡線(xiàn)充電的獨(dú)立充。

其中，串充旁路式平衡增加了平衡功能，即通過(guò)電阻和MOS管組成的平衡電路并聯(lián)在每節(jié)電芯上實(shí)現(xiàn)平衡充電；獨(dú)立平衡充電利用完全獨(dú)立多路開(kāi)關(guān)電源充電回放給一組電池中不同電芯充電，每節(jié)電池都有一個(gè)獨(dú)立的充電回路對(duì)其進(jìn)行充電，真正實(shí)現(xiàn)電池組各單元獨(dú)立充電，獨(dú)立控制，互不影響。

雖然上述充電方式各具優(yōu)點(diǎn)，但是他們?nèi)匀淮嬖谝韵氯秉c(diǎn)，串充充電方式，由于電池組每節(jié)電池的內(nèi)阻等各參數(shù)不可能做到一致，電池串聯(lián)方式充電不可避免出現(xiàn)單節(jié)過(guò)充﹑欠充的現(xiàn)象，對(duì)電池傷害很大。串充旁路式平衡，其平衡功能是通過(guò)電阻和MOS管構(gòu)成的旁路替代對(duì)應(yīng)已經(jīng)滿(mǎn)電電芯通過(guò)電流，能量消耗在旁路上造成發(fā)熱，充電電流在0.5A，單個(gè)旁路發(fā)熱功率達(dá)2W，發(fā)熱嚴(yán)重，所以平衡時(shí)最大電流不能超過(guò)0.5A，獨(dú)立平衡充電，由于每節(jié)電池都有一個(gè)獨(dú)立的充電回路對(duì)其進(jìn)行充電，所以只能用電池組的平衡線(xiàn)頭作為充電口，但目前電池組的平衡線(xiàn)頭都比較細(xì)，充電電流超過(guò)6A時(shí)線(xiàn)頭損耗較大，易發(fā)熱，不能充大電流，增加充電時(shí)間，換句話(huà)說(shuō)，目前市場(chǎng)上面的充電方式，每個(gè)電芯都是有額定的電壓，如果一個(gè)電池充電的時(shí)候考慮的是總電壓，但是由于里面的電芯不平衡，可能導(dǎo)致其中一個(gè)電芯已經(jīng)超過(guò)了額定的電壓，那么就會(huì)爆炸，因此就要考慮研究給每個(gè)電芯充電的問(wèn)題，使每個(gè)電芯都達(dá)到額定的電壓，最后達(dá)到總的額定電壓值(也就是充滿(mǎn))。那么如何平衡，如何感應(yīng)其中的哪塊電芯已經(jīng)充滿(mǎn)，自動(dòng)切換到另外的電芯充電也是一個(gè)要解決的問(wèn)題。

另外，上述的充電方式，電池容量檢測(cè)方式時(shí)間太長(zhǎng)，現(xiàn)有的充電接口為不同節(jié)數(shù)的電池組配置不同的充電插口，而各插口電池之間電路上是并聯(lián)的，當(dāng)使用者同時(shí)插上不同節(jié)數(shù)的電池時(shí)會(huì)造成電池之間充放電；機(jī)械繼電器存在缺陷，雖然可以過(guò)大電流，也可以切斷信號(hào)，但切換時(shí)有聲音，機(jī)械磨損，并且有開(kāi)關(guān)次數(shù)壽命；光MOS管雖然沒(méi)有機(jī)械開(kāi)關(guān)磨損和開(kāi)關(guān)次數(shù)壽命限制，目前的光MOS管只能通過(guò)小電流的信號(hào)源，不能通過(guò)上安培的大電流。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠解決了不但能夠避免旁路式平衡充大電流充電平衡電流小發(fā)熱嚴(yán)重問(wèn)題還能夠避免獨(dú)立式平衡充平衡電流大不發(fā)熱但充電電流小問(wèn)題的無(wú)人機(jī)鋰聚合物動(dòng)力電池組混合充電系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的無(wú)人機(jī)鋰聚合物動(dòng)力電池組混合充電系統(tǒng)，包括用于電源輸入的DC電源輸入端、電池組放電線(xiàn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、電池組平衡線(xiàn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)以及用于控制多個(gè)采樣端的采樣信號(hào)的采樣轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，DC電源輸入端經(jīng)過(guò)升降壓充電電路和固態(tài)繼電器連接電池組放電線(xiàn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的輸入端，升降壓充電電路的升降壓充電輸出端連接獨(dú)立平衡充電電路電源開(kāi)關(guān)，獨(dú)立平衡充電電路電源開(kāi)關(guān)經(jīng)過(guò)獨(dú)立充電電路連接電池組平衡線(xiàn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，DC電源輸入端還經(jīng)過(guò)電源管理電路連接單片機(jī)，單片機(jī)的其中一個(gè)端口與獨(dú)立充電電路連接，另外一個(gè)端口經(jīng)過(guò)固態(tài)繼電器控制開(kāi)關(guān)連接固態(tài)繼電器，升降壓充電輸出端經(jīng)過(guò)升降壓充電輸出采樣端連接采樣轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，獨(dú)立充電輸出電路的獨(dú)立充電輸出采樣端同樣連接采樣轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，單片機(jī)上還有一個(gè)端口與采樣轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)相互連接并能夠?qū)νㄟ^(guò)采樣轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)控制輸入的采樣AD值進(jìn)行處理以及能夠根據(jù)處理結(jié)果對(duì)采樣轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，單片機(jī)還經(jīng)過(guò)多個(gè)PID調(diào)節(jié)分別連接升降壓充電電路和獨(dú)立充電電路。

所述固態(tài)繼電器為30A固態(tài)繼電器，所述固態(tài)繼電器能夠通過(guò)固態(tài)繼電器控制開(kāi)關(guān)在串充和獨(dú)立充之間進(jìn)行切換。

所述獨(dú)立充電電路為一個(gè)以上的獨(dú)立回路的獨(dú)立充電電路，所述獨(dú)立充電電路能夠通過(guò)平衡線(xiàn)對(duì)一個(gè)電池的多片電芯獨(dú)立充電。

所述的無(wú)人機(jī)鋰聚合物動(dòng)力電池組混合充電系統(tǒng)，先通過(guò)動(dòng)力線(xiàn)大電流對(duì)對(duì)電池串聯(lián)充電(此時(shí)所有電芯未滿(mǎn)電)，后自動(dòng)切換成多路獨(dú)立電源通過(guò)平衡線(xiàn)對(duì)各片電芯獨(dú)立充電(此時(shí)有電芯滿(mǎn)電，處于平衡充電態(tài))。

所述的無(wú)人機(jī)鋰聚合物動(dòng)力電池組混合充電系統(tǒng)，充電器接有多個(gè)端口，掃描檢測(cè)各端口電池電壓充電，充滿(mǎn)當(dāng)前端口電池后切換到未滿(mǎn)電電池端口自動(dòng)充電。