[發(fā)明專利]一種無人直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電源耗散均衡控制系統(tǒng)和方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911099205.9
• 申請(qǐng)日: 2019-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN112865205A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁學(xué)慶;劉鵬飛;劉利;閆文龍;冀超驥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;H01M10/42;H01M10/44
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

本發(fā)明涉及一種無人直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電源耗散均衡控制系統(tǒng)和方法，包括與電池單體順序連接的耗散均衡開關(guān)、電池管理單元；電池管理單元，用于通過控制耗散均衡開關(guān)的開通與關(guān)斷，對(duì)耗散均衡開關(guān)相應(yīng)的電池單體進(jìn)行放電。本發(fā)明應(yīng)用在電池組放電過程中，參考點(diǎn)選擇彌補(bǔ)了在電池電壓非線性對(duì)均衡效果的影響，提高了耗散均衡精度，并且留出一定的余量，防止過度均衡，造成能源浪費(fèi)。有效縮小了電池組在放電末期的單體壓差，避免了電池組單體壓差過大而被保護(hù)，從而可以更加充分利用電池組剩余電量，大大提高了電池電量利用效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種無人直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電源均衡和方法。

背景技術(shù)

無人直升機(jī)在飛行過程中發(fā)動(dòng)機(jī)可能發(fā)生停車現(xiàn)象，此時(shí)需要電池組提供穩(wěn)定的直流電源進(jìn)行再啟動(dòng)。為了達(dá)到電氣系統(tǒng)的電壓和功率要求，動(dòng)力電池一般由多個(gè)同一類型和規(guī)格單體電池或電池模組(多個(gè)單體電池并聯(lián)成組)串聯(lián)而成，但由于制作工藝、電池材料、生產(chǎn)過程等方面的細(xì)微差別，每個(gè)單體電池的電壓、容量、容量衰減率、內(nèi)阻及其變化率、電池壽命、自放電率及其變化率等特征不能保證完全一致，單體電池之間的不一致性會(huì)隨著電池充放電循環(huán)次數(shù)的增加而愈發(fā)明顯，尤其表現(xiàn)在電壓和SOC上。電池單體間的不一致對(duì)動(dòng)力電池組的功率、能量效率和壽命都會(huì)產(chǎn)生影響，在電池的使用過程中對(duì)電池組進(jìn)行均衡管理是十分必要的。

目前，在電池組均衡實(shí)際應(yīng)用中，都是在充電過程中對(duì)電池組進(jìn)行均衡，在放電過程中不均衡，這就造成了電池組在應(yīng)用一段時(shí)間后出現(xiàn)放電末期單體不均衡的情況，所以就會(huì)出現(xiàn)單體電池之間壓差過大而報(bào)警，電池管理系統(tǒng)就會(huì)鎖死電池組，禁止對(duì)其充放電，對(duì)電池組進(jìn)行保護(hù)，防止發(fā)生安全事故。就會(huì)出現(xiàn)電池組電量還有剩余，但卻出現(xiàn)不能用的情況。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種性能穩(wěn)定、體積小、成本低、可靠性高的無人直升機(jī)應(yīng)急電池耗散均衡控制方法。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種無人直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電源耗散均衡控制系統(tǒng)，包括與電池單體順序連接的耗散均衡開關(guān)、電池管理單元；

電池管理單元，用于電池組放電過程中，通過控制耗散均衡開關(guān)的開通與關(guān)斷，對(duì)耗散均衡開關(guān)相應(yīng)的電池單體進(jìn)行放電；

耗散均衡開關(guān)，用于根據(jù)電池管理單元的控制信息進(jìn)行開通與關(guān)斷。

所述耗散均衡開關(guān)為MOS管；所述MOS管的D極與電池單體正極、電池管理單元連接，S極通過電阻R1與電池單體負(fù)極、電池管理單元連接，G極通過電阻R2與電池管理單元連接。

所述電池管理單元為電池管理芯片；所述電池管理芯片的第一電壓采集端與MOS管的S極連接，第二電壓采集端通過電阻R1與MOS管的D極連接，控制端與MOS管的G極連接。

所述控制端通過電阻R2與MOS管的G極連接。

一種無人直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電源耗散均衡控制方法，在電池組放電過程中，根據(jù)單體荷電狀態(tài)SOC對(duì)電池組進(jìn)行均衡控制，包括以下步驟：

檢測(cè)每個(gè)電池單體的溫度、電壓信號(hào)，得到每個(gè)電池單體荷電狀態(tài)SOC；

獲取電池組的平均荷電狀態(tài)比較每個(gè)電池單體SOC與的大小；當(dāng)某個(gè)電池單體的SOC高出電池組的時(shí)，則開啟該電池單體的耗散均衡開關(guān)；否則，關(guān)閉該電池單體的耗散均衡開關(guān)。

所述電池組的平均荷電狀態(tài)n為電池單體總數(shù)。

某個(gè)電池單體的SOC高出電池組的時(shí)，與該電池單體連接的電池管理單元控制端置高，MOS管導(dǎo)通，使電阻R1將多余的能量消耗，從而實(shí)現(xiàn)電池均衡。

在電池組放電過程中，參考點(diǎn)選擇而不是最小SOC，實(shí)現(xiàn)電池電量最大利用率。

本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：

SOC分布較為理想，符合實(shí)際應(yīng)用的要求。