[發明專利]一種無人機用軟包電池組的風冷散熱系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202010732158.3
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111786051A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 陳震;徐國富;王儉超;王龍池;陳家玉
• 申請（專利權）人: 安徽云翼航空技術有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/62;H01M10/633;H01M10/635;H01M10/653;H01M10/6557;H01M10/6563;H01M2/10;B64C39/02;B64D27/24
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 韓燕

1.一種無人機用軟包電池組的風冷散熱系統，其特征在于：包括有殼體，設置于殼體內的多個電芯單體、多個導熱硅膠墊和溫度傳感器，設置于殼體外的進風風機和出風風機，以及控制器；所述的多個電芯單體組成電池組，所述的電池組上設置有溫度傳感器；相鄰兩個電芯單體之間留有散熱間隙，所述的散熱間隙內設置有導熱硅膠墊，所述的殼體相對兩個側板上均開設有一排豎直設置且為長條形結構的散熱風孔，兩個側板上的散熱風孔一一相對，且每個散熱間隙均位于兩個相對的散熱風孔之間；所述的殼體其中一個設置有散熱風孔的側板其外側設置有朝向側板外壁上的進風風機，殼體另一個設置有散熱風孔的側板其外側設置有朝向側板外壁上的出風風機；所述的溫度傳感器、進風風機、出風風機、電池組均與控制器連接。

2.根據權利要求1所述的風冷散熱系統，其特征在于：所述的相鄰兩個電芯單體之間的散熱間隙內設置有兩個導熱硅膠墊，其中一個導熱硅膠墊位于相鄰兩個電芯單體的頂部之間，另一個導熱硅膠墊位于相鄰兩個電芯單體的底部之間。

3.根據權利要求1所述的風冷散熱系統，其特征在于：所述的溫度傳感器選用NTC溫度傳感器。

4.根據權利要求1所述的風冷散熱系統，其特征在于：所述的溫度傳感器設置于電池組電芯單體的表面，用于監控電池組表面的實時溫度。

5.根據權利要求1所述的風冷散熱系統的控制方法，其特征在于：具體包括有以下步驟：

(1)、首先在控制器中設定溫度閾值T₁、溫度閾值T₂、溫度閾值T₃、溫度閾值T₄、風扇最大轉速N_max、電池最大持續放電功率P_max和無人機姿態穩定需要的最低功率P_min，其中，溫度閾值T₁＜溫度閾值T₂＜溫度閾值T₃＜溫度閾值T₄；

(2)、溫度傳感器采集電池組表面的實時溫度T，將將采集的實時溫度T傳輸給控制器；

(3)、在電芯實時溫度TT₁時，控制器控制進風風機和出風風機均不啟動；

(4)、在電芯實時溫度T滿足T₁TT2時，控制器控制進風風機和出風風機的轉速N隨溫度而變化，在T₂溫度點時轉速達到最高轉速N_max；此階段中，進風風機和出風風機的轉速隨溫度線性上升符合下式：N＝N_max*(T-T₁)/(T₂-T₁)；

(5)、溫度閾值T₃為接近電池組運行過程中最高允許的溫度值，當電芯實時溫度T滿足T₂TT₃時，控制器控制進風風機和出風風機的轉速維持最高轉速N_max；

(6)、溫度閾值T₄為電池組運行過程中最高允許的溫度，當電芯實時溫度T滿足T₃TT₄時，控制器將電池組的輸出功率限制為不超過電池最大持續放電功率P_max，風扇維持最高轉速N_max；溫度傳感器監控溫度隨時間的變化率dT/dt，當dT/dt0，控制器則繼續降低電池組的輸出功率，且電池組的輸出功率始終不低于無人機姿態穩定需要的最低功率P_min；當dT/dt0時,控制器則提高電池組的輸出功率，且電池組的輸出功率始終不高于電池最大持續放電功率P_max；

(7)、當電芯實時溫度T滿足TT4時，控制器控制進風風機和出風風機的轉速維持最高轉速N_max、電池組的輸出功率保持無人機姿態穩定需要的最低功率P_min，同時控制器對電池保護板發出指令，發出電池過熱的警報，并控制無人機降落。