[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

本發明公開了一種無人機用軟包電池組的風冷散熱系統及其控制方法，風冷散熱系統包括有殼體，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；溫度傳感器、進風風機、出風風機、電池組均與控制器連接。本發明風冷散熱系統結構設計合理，散熱效果好，且可根據電池組溫度控制風機轉速和電池組輸出功率，實現電池組降溫并處于一個溫度適宜范圍內的目的，保證無人機的正常飛行。

技術領域

本發明涉及無人機用軟包電池組技術領域，具體是一種無人機用軟包電池組的風冷散熱系統及其控制方法。

背景技術

軟包電池組，相對于圓柱電池和方形電池而言，外殼質量較輕，活性物質質量占比高，因此更容易做到較高的能量密度。主要應用于一些對電池組的體積和重量要求很高的場合，例如無人機的電池組。

然而，現有的軟包電池組，電芯之間一般是緊密接觸，對電池的散熱造成了不利影響。特別是高倍率放電的情形下，常常會出現溫度過高的情況。

目前，軟包電池組的散熱方式一般有風冷、水冷、相變材料、半導體制冷等等。水冷和半導體制冷都需要較重的散熱模塊，不利于發揮軟包電芯能量密度高的優勢，不適用于對電池組重量要求較高的場合。相變材料是一種較好的散熱方案，但是相變材料融化后就喪失了吸熱能力，不適合長時間使用。如果使用風冷，則需要電芯之間形成風道，以增加風冷的散熱效果。目前，使用風冷的軟包電池組專利，大多是用框架結構限制軟包電芯的位置，實現電芯之間留有一定間隙。但是這種框架結構依然會帶來較多重量，不適合某些對重量要求較高的場合。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種無人機用軟包電池組的風冷散熱系統及其控制方法，結構設計合理，散熱效果好，且可根據電池組溫度控制風機轉速和電池組輸出功率，避免電池組過熱造成損壞，影響無人機的正常飛行。

本發明的技術方案為：

一種無人機用軟包電池組的風冷散熱系統，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。

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。

所述的溫度傳感器選用NTC溫度傳感器。

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。

一種無人機用軟包電池組的風冷散熱控制方法，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；