[發明專利]一種高性能無人機恒溫鋰電池控制系統

在審

• 申請號: 201710763589.4
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107834127A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 陳虹宇
• 申請（專利權）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權代理有限公司11340
• 代理人: 楊春

技術領域

本發明涉及飛行器控制技術領域，更具體地，涉及一種高性能無人機恒溫鋰 電池控制系統。

背景技術

無人機較傳統方式的優點有很多，如便攜性強、操控簡單、成本低廉、發射 及回收占用場地小等等。隨著無人機應用的場合逐漸增多，其后續問題也逐漸浮 出水面：比如低于零下10℃的環境可致使動力鋰電池性能下降50％以上，但目前 大多數無人機卻沒有對于動力鋰電池在低溫環境下工作的普遍實用的解決方案。

申請號為CN201710164620.2的發明專利申請公開了一種新能源汽車電池組 溫度控制系統及控制方法，屬于電池領域，旨在解決電池的控溫問題，包括：電 池系統，所述的電池系統包括電池組、電池管理系統和溫度傳感器，溫度傳感器 和控制處理器連接；電動泵，電動泵和電池系統連接；第一熱交換器，和電動泵 和電池系統連接；控制處理器，和電動泵連接；冷卻系統，冷卻系統和第一熱交 換器連接。然而，類似的技術在應用于無人機的電池管理時無法應對無人機在環 境溫度變化較頻繁的區域的情況。其中，其電池的工作環境溫度可能也變化頻繁， 這既不利于電池本身發揮正常性能，也不利于其供給發動機和通信設備以穩定的 電力。

發明內容

為穩定無人機電池的工作溫度進而提升其向其他需電單元和模塊供電的穩 定性和質量，本發明提供了一種高性能無人機恒溫鋰電池控制系統，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，

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信息；

無人機電氣檢測單元，用于檢測無人機電氣參數信息；

無人機飛行狀態監測單元，用于監測無人機飛行狀態參數信息；

電池溫度控制單元，用于根據電池單體的溫度信息和電氣參數信息、無人機 電氣參數信息和無人機飛行狀態參數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。

進一步地，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。

進一步地，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動機的輸入電壓和輸入電流；

轉數檢測子單元，用于檢測無人機發動機的轉數。

進一步地，所述無人機飛行狀態監測單元包括：

GPS子單元，用于獲取飛行高度數據和獲取飛行速度數據；

無人機環境溫度子檢測單元，用于檢測無人機所處環境的環境溫度。

進一步地，所述電池溫度控制單元包括：

運動狀態檢測子單元，用于根據飛行高度數據和飛行速度數據，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；

第一測試子單元，用于當處于飛行狀態時，若第一恒溫單元工作于制熱工作 模式且恒溫溫度被設置于T1，則在第一時刻，根據無人機發動機的輸入電壓和 輸入電流確定無人機發動機的輸入功率P_輸入1并據此確定輸入功率P_輸入1與此時刻 發動機轉數的比值L₁；根據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 與之對應的電池單體的溫度，并據此確定得到的比值之間的均方根值E₁以及此 時刻環境溫度與該均方值的比值R₁；在第二時刻，根據無人機發動機的輸入電壓 和輸入電流確定無人機發動機的輸入功率P_輸入2并據此確定輸入功率P_輸入2與此時 刻發動機轉數的比值L₂；根據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 以與之對應的電池單體的溫度，并據此確定得到的比值之間的均方根值E₂以及 此時刻環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，當飛行 高度數據和飛行速度數據的變化率分別超過預設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；