[發(fā)明專利]一種高性能無人機恒溫鋰電池控制系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710763589.4
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107834127A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳虹宇
• 申請（專利權(quán)）人: 四川智慧鷹航空科技有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/62;H01M10/63;H01M10/633;H01M10/635
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11340
• 代理人: 楊春

1.一種高性能無人機恒溫鋰電池控制系統(tǒng)，所述電池包括多個電池單體，所述無人機包括第一恒溫單元、第二恒溫單元和第三恒溫單元，所述第一恒溫單元、第二恒溫單元和第三恒溫單元均能夠用于制熱工作模式或制冷工作模式且從內(nèi)向外依次設(shè)置于電池外部，該系統(tǒng)包括：

電池單體檢測單元，用于檢測電池單體的溫度信息和電氣參數(shù)信息；

無人機電氣檢測單元，用于檢測無人機電氣參數(shù)信息；

無人機飛行狀態(tài)監(jiān)測單元，用于監(jiān)測無人機飛行狀態(tài)參數(shù)信息；

電池溫度控制單元，用于根據(jù)電池單體的溫度信息和電氣參數(shù)信息、無人機電氣參數(shù)信息和無人機飛行狀態(tài)參數(shù)信息確定第一恒溫單元、第二恒溫單元和第三恒溫單元的工作模式，其中第一恒溫單元與第三恒溫單元的工作模式相反。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電池單體檢測單元包括：

電池單體電流檢測子單元，用于檢測各電池單體的充電電流和放電電流；

電池單體電壓檢測子單元，用于檢測各電池單體的充電電壓和放電電壓；

電池單體溫度檢測子單元，用于檢測各電池單體表面溫度；

接口溫度檢測子單元，用于檢測電池的電力輸出接口溫度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無人機電氣檢測單元包括：

功率確定子單元，用于檢測輸入到無人機發(fā)動機的輸入電壓和輸入電流；

轉(zhuǎn)數(shù)檢測子單元，用于檢測無人機發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無人機飛行狀態(tài)監(jiān)測單元包括：

GPS子單元，用于獲取飛行高度數(shù)據(jù)和獲取飛行速度數(shù)據(jù)；

無人機環(huán)境溫度子檢測單元，用于檢測無人機所處環(huán)境的環(huán)境溫度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電池溫度控制單元包括：

運動狀態(tài)檢測子單元，用于根據(jù)飛行高度數(shù)據(jù)和飛行速度數(shù)據(jù)，確定無人機是否在運動，以及如果在運動是否處于飛行狀態(tài)；

第一測試子單元，用于當(dāng)處于飛行狀態(tài)時，若第一恒溫單元工作于制熱工作模式且恒溫溫度被設(shè)置于T1，則在第一時刻，根據(jù)無人機發(fā)動機的輸入電壓和輸入電流確定無人機發(fā)動機的輸入功率P_輸入1并據(jù)此確定輸入功率P_輸入1與此時刻發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)的比值L₁；根據(jù)各電池單體的充電電流和放電電流以及充電電壓和放電電壓，確定各電池單體的放電電容量與充電電容量之間的差值，將各差值除以與之對應(yīng)的電池單體的溫度，并據(jù)此確定得到的比值之間的均方根值E₁以及此時刻環(huán)境溫度與該均方值的比值R₁；在第二時刻，根據(jù)無人機發(fā)動機的輸入電壓和輸入電流確定無人機發(fā)動機的輸入功率P_輸入2并據(jù)此確定輸入功率P_輸入2與此時刻發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)的比值L₂；根據(jù)各電池單體的充電電流和放電電流以及充電電壓和放電電壓，確定各電池單體的放電電容量與充電電容量之間的差值，將各差值除以與之對應(yīng)的電池單體的溫度，并據(jù)此確定得到的比值之間的均方根值E₂以及此時刻環(huán)境溫度與該均方值的比值R₂，所述第二時刻是在第一時刻之后，當(dāng)飛行高度數(shù)據(jù)和飛行速度數(shù)據(jù)的變化率分別超過預(yù)設(shè)第一變化率后的某一時刻且在第二時刻無人機仍處于飛行狀態(tài)；

第二測試子單元，用于當(dāng)飛行高度數(shù)據(jù)和飛行速度數(shù)據(jù)的變化率分別超過預(yù)設(shè)大于第一變化率的第二變化率后的第三時刻且在該第三時刻無人機仍處于飛行狀態(tài)時，根據(jù)無人機發(fā)動機的輸入電壓和輸入電流確定無人機發(fā)動機的輸入功率P_輸入3并據(jù)此確定輸入功率P_輸入3與此時刻發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)的比值L₃；根據(jù)各電池單體的充電電流和放電電流以及充電電壓和放電電壓，確定各電池單體的放電電容量與充電電容量之間的差值，將各差值除以與之對應(yīng)的電池單體的溫度，并據(jù)此確定得到的比值之間的均方根值E₃以及此時刻環(huán)境溫度與該均方值的比值R₃；

差值確定子單元，用于確定第二恒溫單元在第一時刻、第二時刻和第三時刻的溫度；確定((L₁/R₁)+(L₂/R₂))/(2×(L₃/R₃))這一比值與|(電力輸出接口溫度/環(huán)境溫度)_第一時刻-(電力輸出接口溫度/環(huán)境溫度)_第二時刻|這一差值之間的比值D是否高于第一閾值且小于第二閾值，其中“||”表示絕對值運算；

第二恒溫單元設(shè)置子單元，用于當(dāng)差值D高于第一閾值且小于第二閾值時，保持第一恒溫單元的恒溫溫度T1并設(shè)置第二恒溫單元的工作模式為制熱工作模式，其中當(dāng)|D|>1時設(shè)置第二恒溫單元的恒溫溫度T2＝T1/|D|而當(dāng)|D|<1時設(shè)置第二恒溫單元的恒溫溫度T2＝T1×|D|；當(dāng)差值D大于第二閾值時，則改變第一恒溫單元的工作模式為制冷工作模式且恒溫溫度為T1；當(dāng)|D|>1時設(shè)置第二恒溫單元的恒溫溫度T2＝環(huán)境溫度/|D|而當(dāng)|D|<1時設(shè)置第二恒溫單元的恒溫溫度T2＝環(huán)境溫度×|D|。