本發(fā)明涉及機載電池，尤其涉及一種基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)和無人機。

背景技術(shù)：

1、目前市場主流的無人機的機載電池主要有28v~110v之間的電池，這種低壓電池組在高功率輸出電能時，會產(chǎn)生大電流輸出，這樣對供電線纜線徑較大，同時線損也較大，造成整個電池組的效率較低，無法滿足大載重的航時需求、高效動力系統(tǒng)供電功率。

2、新能源電動汽車領(lǐng)域采用的電池系統(tǒng)也屬于高壓電池系統(tǒng)，普遍采用的三元鋰電池及磷酸鐵鋰電池，這種高壓電池的能量密度較低，無法滿足電池能量密度300wh/kg以上需求。

3、如果無人機平臺采用新能源汽車領(lǐng)域的高壓電池組系統(tǒng)，能量密度偏低，相同電量情況下，電池系統(tǒng)的重量偏大，進(jìn)而影響無人機的整機重量及載重指標(biāo)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)和無人機，由于基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)具有輕量化、高能量密度的優(yōu)點，可以滿足大載重的航時需求和高效動力系統(tǒng)供電功率，且不會對無人機的整機重量及載重指標(biāo)造成不良影響。

2、本發(fā)明提供一種基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，包括：多個串聯(lián)的低壓電池組、低壓電池、高壓配電模塊和電氣供配電模塊；其中，第一個所述低壓電池組的正極作為輸入電壓正極，最后一個所述低壓電池組的負(fù)極作為輸入電壓負(fù)極，接入所述高壓配電模塊；所述高壓配電模塊用于將所述多個串聯(lián)的低壓電池組經(jīng)過高壓匯流的高壓電能配置給無人機的動力系統(tǒng)；所述電氣供配電模塊用于通過所述低壓電池啟動供電，控制所述多個串聯(lián)的電池組的上電。

3、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，所述電氣供配電模塊具體用于：

4、在所述多個串聯(lián)的電池組上電前，通過所述低壓電池為所述無人機的低壓用電設(shè)備供電；

5、啟動預(yù)充電繼電器，利用所述多個串聯(lián)的電池組開始預(yù)充電；

6、在預(yù)充電完成后，開啟電池組繼電器，同時關(guān)閉所述預(yù)充電繼電器，所述多個串聯(lián)的電池組上電完成。

7、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，所述電氣供配電模塊還用于：

8、在所述多個串聯(lián)的電池組上電后，將系統(tǒng)供電電壓降壓為所需工作電壓；

9、通過所述所需工作電壓為所述無人機的低壓用電設(shè)備供電。

10、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，所述低壓用電設(shè)備包括：28v用電設(shè)備、12v用電設(shè)備和所述無人機的飛控系統(tǒng)。

11、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，所述電氣供配電模塊包括高壓上電電路，所述高壓上電電路包括：第一高壓連接器、第二高壓連接器、第一高壓繼電器、第二高壓繼電器、電流傳感器、電阻和電調(diào)負(fù)載；其中，所述輸入電壓正極與所述第一高壓連接器的一端連接，所述輸入電壓負(fù)極與所述第二高壓連接器的一端連接，所述第一高壓連接器的另一端分別與所述第一高壓繼電器的一端和所述第二高壓繼電器的一端連接，所述第一高壓繼電器的另一端與所述電流傳感器的一端連接，所述第二高壓繼電器的另一端與所述電阻的一端連接，所述電流傳感器的另一端和所述電阻的另一端分別與所述電調(diào)負(fù)載的一端連接，所述第二高壓連接器的另一端與所述電調(diào)負(fù)載的另一端連接。

12、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，所述電氣供配電模塊還用于：

13、對各所述電池組的電壓和溫度進(jìn)行輪詢采樣，并基于各所述電池組的電壓和溫度監(jiān)控當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)。

14、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，所述電氣供配電模塊還用于：

15、在各所述電池組的電壓不在預(yù)設(shè)電壓范圍內(nèi)和/或各所述電池組的溫度不在預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)的情況下，確定所述當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)出現(xiàn)故障，并將所述當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)上報給所述無人機的飛控系統(tǒng)。

16、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，所述電氣供配電模塊還包括：模擬開關(guān)芯片和電阻分壓電路；其中，所述電阻分壓電路的每個電壓輸出端與所述模擬開關(guān)芯片的對應(yīng)電壓輸入端連接；所述模擬開關(guān)芯片用于在片選信號的控制下輪詢采樣各所述電池組的電壓和溫度。

17、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，所述電阻分壓電路中的電阻為熱電阻。

18、本發(fā)明還提供一種無人機，包括：如上述任一種所述的基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、用電設(shè)備和動力系統(tǒng)。

19、本發(fā)明提供的基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)和無人機，該機載高壓電池系統(tǒng)包括：多個串聯(lián)的低壓電池組、低壓電池、高壓配電模塊和電氣供配電模塊；其中，第一個低壓電池組的正極作為輸入電壓正極，最后一個低壓電池組的負(fù)極作為輸入電壓負(fù)極，接入高壓配電模塊；高壓配電模塊用于將多個串聯(lián)的低壓電池組經(jīng)過高壓匯流的高壓電能配置給無人機的動力系統(tǒng)；電氣供配電模塊用于通過低壓電池啟動供電，控制多個串聯(lián)的電池組的上電。在高功率輸出時，由于采用多個串聯(lián)的低壓電池組可以輸出高壓電能，產(chǎn)生的電流會變小，這樣對供電線纜線徑較小，同時線損也較小，可以提升整個電池組的效率，從而可以滿足大載重的航時需求和高效動力系統(tǒng)供電功率。并且，由于基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)具有輕量化、高能量密度的優(yōu)點，相同電量情況下，電池系統(tǒng)的重量小，不會對無人機的整機重量及載重指標(biāo)造成不良影響。因此，本發(fā)明的基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)具有輕量化、高能量密度的優(yōu)點，可以滿足大載重的航時需求和高效動力系統(tǒng)供電功率，且不會對無人機的整機重量及載重指標(biāo)造成不良影響。

技術(shù)特征：

1.一種基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，其特征在于，包括：多個串聯(lián)的低壓電池組、低壓電池、高壓配電模塊和電氣供配電模塊；其中，第一個所述低壓電池組的正極作為輸入電壓正極，最后一個所述低壓電池組的負(fù)極作為輸入電壓負(fù)極，接入所述高壓配電模塊；所述高壓配電模塊用于將所述多個串聯(lián)的低壓電池組經(jīng)過高壓匯流的高壓電能配置給無人機的動力系統(tǒng)；所述電氣供配電模塊用于通過所述低壓電池啟動供電，控制所述多個串聯(lián)的電池組的上電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣供配電模塊具體用于：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣供配電模塊還用于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，其特征在于，所述低壓用電設(shè)備包括：28v用電設(shè)備、12v用電設(shè)備和所述無人機的飛控系統(tǒng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣供配電模塊包括高壓上電電路，所述高壓上電電路包括：第一高壓連接器、第二高壓連接器、第一高壓繼電器、第二高壓繼電器、電流傳感器、電阻和電調(diào)負(fù)載；其中，所述輸入電壓正極與所述第一高壓連接器的一端連接，所述輸入電壓負(fù)極與所述第二高壓連接器的一端連接，所述第一高壓連接器的另一端分別與所述第一高壓繼電器的一端和所述第二高壓繼電器的一端連接，所述第一高壓繼電器的另一端與所述電流傳感器的一端連接，所述第二高壓繼電器的另一端與所述電阻的一端連接，所述電流傳感器的另一端和所述電阻的另一端分別與所述電調(diào)負(fù)載的一端連接，所述第二高壓連接器的另一端與所述電調(diào)負(fù)載的另一端連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣供配電模塊還用于：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣供配電模塊還用于：

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣供配電模塊還包括：模擬開關(guān)芯片和電阻分壓電路；其中，所述電阻分壓電路的每個電壓輸出端與所述模擬開關(guān)芯片的對應(yīng)電壓輸入端連接；所述模擬開關(guān)芯片用于在片選信號的控制下輪詢采樣各所述電池組的電壓和溫度。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻分壓電路中的電阻為熱電阻。

10.一種無人機，其特征在于，包括：如權(quán)利要求1至9任一項所述的基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、用電設(shè)備和動力系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)和無人機，涉及機載電池技術(shù)領(lǐng)域，該基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)包括：多個串聯(lián)的低壓電池組、低壓電池、高壓配電模塊和電氣供配電模塊；其中，第一個低壓電池組的正極作為輸入電壓正極，最后一個低壓電池組的負(fù)極作為輸入電壓負(fù)極，接入高壓配電模塊；高壓配電模塊用于將多個串聯(lián)的低壓電池組經(jīng)過高壓匯流的高壓電能配置給無人機的動力系統(tǒng)；電氣供配電模塊用于通過低壓電池啟動供電，控制多個串聯(lián)的電池組的上電。本發(fā)明的基于串聯(lián)供電的機載高壓電池系統(tǒng)具有輕量化、高能量密度的優(yōu)點，可以滿足大載重的航時需求和高效動力系統(tǒng)供電功率，且不會對無人機的整機重量及載重指標(biāo)造成不良影響。

技術(shù)研發(fā)人員：潘念,尤向榮,孔凡忠,沈宏鑫,王寶成,張震
受保護(hù)的技術(shù)使用者：新興際華（北京）智能裝備技術(shù)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18