專利名稱：一種無人機機載智能電池裝置及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電池裝置，特別無人機所用電池的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，中小型無人機因受到飛機有效載荷的能力限制，不可能采用大型無人機、或真飛機用發(fā)電機發(fā)電的方式來驅(qū)動機載用電設(shè)備，其機載電子系統(tǒng)通常采用可循環(huán)充放電的鋰電池組、鎳鎘/鎳氫電池組進行驅(qū)動，電動無人機其動力系統(tǒng)亦通常采用大容量、大放電倍率的動力電池組(鋰聚合物電池，鋰鐵電池)進行驅(qū)動。無人機上的機載電子設(shè)備復(fù)雜多樣，且各個分別獨立的電子系統(tǒng)(或部件)所需電壓不同，用電方式不同，故一架飛機需同時配備不同屬性、不同型號的多組電池。在此背景下，無人機團隊在外場進行技術(shù)測試或作業(yè)時，涉及到機載電池的存放、管理、充電、使用歷史記錄等一系列工作，相當(dāng)瑣碎而煩雜。傳統(tǒng)上地勤人員利用自己所掌握的專業(yè)知識，完成電池的使用管理、用填寫表格的原始方式進行電池的檔案錄入，這樣的工作方式需要較高的專業(yè)知識，卻只能達成很低的工作效率。實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種無人機機載智能電池裝置，可以存儲記錄電池的歷史信息，如果連接外圍設(shè)備，可進行電池身份識別、 參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)查詢、歷史數(shù)據(jù)的下載歸檔等，利用智能電池的這些智能化特性，可大大減少電池使用及管理中的人為因素，使得電池的使用、管理、記錄變的十分簡單便捷。按照本實用新型提供的一種無人機機載智能電池裝置，包括可循環(huán)充放電電池， 所述的可循環(huán)充放電電池包括有正極和負極，還包括智能管理電路板，所述的可循環(huán)充放電電池通過正極和負極與所述的智能管理電路板相連接，所述的智能管理電路板包括中央處理單元、信息存儲單元，所述的信息存儲單元與所述的中央處理單元相連接。智能管理電路板用于實現(xiàn)本無人機機載智能電池裝置所涉及的所有的參數(shù)傳感、數(shù)據(jù)檢測、通訊、信息存儲等功能。根據(jù)本實用新型提供的一種無人機機載智能電池裝置，還包括如下附屬技術(shù)特征所述的可循環(huán)充放電電池還包括有電池平衡充電接口，所述的電池平衡充電接口與所述的智能管理電路板相連接，平衡充接口是將每個串接電池芯的正負極單獨拉出來所形成的接口。用該接口配合市場上的高級平衡充電器，可在充電過程中對各串聯(lián)電池芯進行單獨充電，平衡電芯間差異，從而優(yōu)化電池組整體性能。所述的智能管理電路板還包括電阻分壓單元，所述的電阻分壓單元分別連接于所述的電池平衡充電接口和所述的中央處理單元，電阻分壓單元可以將電池平衡充接口上的每一節(jié)電池電壓分壓至安全范圍內(nèi)，并受智能管理電路板的控制，可實現(xiàn)電池的單節(jié)電壓分別檢測。所述的信息存儲單元包括至少一個電可擦可編程只讀存儲器，可存儲大量的電池歷史事件記錄。利用時鐘芯片可產(chǎn)生智能電池的系統(tǒng)時間。每一條歷史事件記錄信息都以電池系統(tǒng)時間作為索引。如此處理方式，在將信息下載到電池管理數(shù)據(jù)庫之后，可按著時間順序進行查詢與瀏覽，符合一般使用習(xí)慣。所述的智能管理電路板還包括電流檢測單元，所述的電流檢測單元分別連接于所述的中央處理單元和所述的可循環(huán)充放電電池，電流檢測單元包括電流傳感器，用于檢測電流的變化，用來檢測智能電池的充電、放電兩種狀態(tài)，通過與智能管理電路板相連接，通過計算可得出電池的實時電流方向與電流值，通過時間積分，亦可以得到充電量或放電量。所述的智能管理電路板還包括穩(wěn)壓電路單元，所述的穩(wěn)壓單元與所述的可循環(huán)充放電電池相連接，穩(wěn)壓電路由可循環(huán)充放電池作為其輸入，產(chǎn)生穩(wěn)定的直流電輸出，一般是 5V，該5V直流電即是智能管理板的驅(qū)動電壓源，智能管理電路板上的中央處理單元、存儲芯片、各傳感器、系統(tǒng)時鐘，均由該5V進行驅(qū)動。所述的智能管理電路板還包括在線編程接口，所述的在線編程接口與所述的中央處理單元相連接，在線編程接口是中央處理單元在線載入程序的接口。所述的智能管理電路板還包括通訊接口，所述的通訊接口與所述的中央處理單元相連接。主要用于智能電池與外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)。還包括溫度檢測單元，所述的溫度檢測單元位于所述的可循環(huán)充放電電池表面，并電連接于所述的智能管理電路板，溫度檢測單元包括溫度傳感器，可檢測-80°C +180°C的溫度范圍，很好地滿足智能電池的測量溫度需求，與智能管理電路板的連接，可實現(xiàn)對溫度傳感器的溫度轉(zhuǎn)換啟?？刂?、實現(xiàn)轉(zhuǎn)換結(jié)果溫度數(shù)據(jù)的讀取。還包括狀態(tài)指示燈，所述的狀態(tài)指示燈與所述的智能管理電路板相連接，狀態(tài)指示燈為兩個，被用來作為電池工作狀態(tài)指示與電池工作異常告警輸出，由智能管理電路板控制狀態(tài)指示燈的亮滅閃爍，進行各種狀態(tài)及告警指示。所述的智能管理電路板還包括時鐘芯片，用來作為智能電池的系統(tǒng)時鐘。本實用新型還提供一種無人機機載智能電池系統(tǒng)，包括可循環(huán)充放電電池，所述的可循環(huán)充放電電池包括有正極和負極，還包括智能管理電路板，所述的可循環(huán)充放電電池通過正極和負極與所述的智能管理電路板相連接，所述的智能管理電路板包括中央處理單元、信息存儲單元、通訊接口，所述的信息存儲單元連接與所述的中央處理單元相連接， 還包括用于管理所述信息存儲單元內(nèi)信息的智能電池管理盒，所述的智能電池管理盒通過通訊接口與所述的智能管理電路板相連接。智能電池管理盒可制造成便攜式，可方便地對在外場對智能電池進行快速查詢、管理，瀏覽智能電池的歷史數(shù)據(jù)，使得電池的使用、管理、 記錄變的十分簡單便捷。按照本實用新型提供的無人機機載智能電池裝置和無人機機載智能電池系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，可大大減少電池使用及管理中的人為因素，使得電池的使用、管理、記錄變的十分簡單便捷，而且更加準確、客觀。

圖1 按照本實用新型提供的一種無人機機載智能電池裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 按本實用新型提供的一種智能管理電路板；圖3:圖2中的穩(wěn)壓電路；圖4 智能管理電路板中央處理單元的程序運行邏輯框圖；[0025]圖5 按本實用新型提供的無人機機載智能電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參見附圖1-4，按本實用新型提供的無人機機載智能電池裝置，以3S電池組的示例，無人機機載智能電池裝置1包括可循環(huán)充放電電池2和智能管理電路板3，溫度檢測單元中的溫度傳感器7貼在可循環(huán)充放電電池2表面上，并由導(dǎo)線連接到智能管理電路板3 上，可循環(huán)充放電電池2上的電池正極4、負極5和電池平衡充電接口 6分別與智能管理電路板3相連接，在智能管理電路板3上還設(shè)有通訊接口 11以及狀態(tài)指示燈，狀態(tài)指示燈為兩個，分別是指示紅燈13和指示綠燈12，無人機機載智能電池裝置1設(shè)有正極8和負極9， 以及智能電池平衡充電接口 10。如圖2所示，智能管理電路板3包括中央處理單元25，中央處理單元25包括多個引腳，還包括信息存儲單元，本實施例中信息存儲單元是由四個電可擦可編程只讀存儲器 (EEPROM) 31、32、33、；34組成，其中，電可擦可編程只讀存儲器31、32、33、34、溫度傳感器7、 時鐘芯片27、指示紅燈13和指示綠燈12通過限流電阻、通訊接口 11和在線編程接口 26分別與中央處理單元25的引腳相連接，電池平衡充電接口 10與智能電池裝置的正極8和負極9相連接，電阻分壓單元四分別與負極9、電池平衡充電接口 10和中央處理單元25的引腳相連接，電流檢測單元中的電流傳感器觀分別與電池平衡充電接口 6、電池正極4以及通過二階阻容濾波網(wǎng)絡(luò)36與中央處理單元25的引腳相連接，穩(wěn)壓電路30連接于電池平衡充電接口 10，穩(wěn)壓電路30的具體結(jié)構(gòu)如圖3所示，輸入電池電壓，經(jīng)過穩(wěn)壓電路，輸出5V 直流電壓。如附圖4所示，智能管理電路板3上電之后在初始化階段需要根據(jù)從中央處理單元25的內(nèi)置EEPROM讀出的備份“電池身份識別”數(shù)據(jù)來判斷可循環(huán)充放電電池是否經(jīng)過設(shè)置，如首次使用未經(jīng)過設(shè)置，則需通過狀態(tài)指示燈閃爍與通訊接口發(fā)送提示的方式提醒對可循環(huán)充放電電池進行初始化，讓用戶通過通訊接口對“電池身份識別”、“電池告警參數(shù)閾值”、“電池時鐘”這三樣必要信息進行初始化，然后通過點名的方式查明接入自身系統(tǒng)的外置EEPROM的數(shù)量及地址，為數(shù)據(jù)保存工作做好準備。然后電池啟動計時器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、 1線式串行接口(Ι-wire，與溫度傳感器通訊)，初始化程序運行狀態(tài)標志位，然后進入維持智能電池正常工作的程序主循環(huán)。如果從中央處理單元的內(nèi)置EEPROM讀出的備份“電池身份識別”數(shù)據(jù)判斷出電池并非首次投入使用，則只需從內(nèi)置EEPROM讀出別的各個備份參數(shù)，然后同樣完成啟動計時器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、1-wire接口、初始化程序運行狀態(tài)標志位這些工作后，進入程序主循環(huán)。程序主循環(huán)的工作就是實現(xiàn)本實用新型所提供的無人機機載智能電池裝置的所有功能電壓、電流、溫度實時監(jiān)測；發(fā)出工作狀態(tài)指示或者異常狀況告警；接收來自外圍設(shè)備的查詢或設(shè)置命令，執(zhí)行，并發(fā)回反饋信息；記錄所有歷史事件信息到外置EEPR0M。實施例二，如圖5所示，是按本實用新型提供的一種無人機機載智能電池系統(tǒng)，包括智能電池管理盒14，和智能電池裝置1，智能電池裝置1的結(jié)構(gòu)如實施例1所示，便攜式智能電池管理盒包括個六按鍵16、17、18、19、20、21，一個IXD顯示屏15，一個串口 23，一個開關(guān)22構(gòu)成，開關(guān)22用于管理盒上電和斷電；串口 23與智能電池裝置1通過串口線M連接以便通訊，實現(xiàn)查詢、配置、管理，按鍵與LCD顯示屏15為人機接口，用戶可通過按鍵操作菜單，輸入數(shù)據(jù)，發(fā)送指令；IXD型號為1602，用于輸出、顯示智能電池管理盒14的各層菜單、與智能電池裝置1的通訊狀態(tài)、從電池讀取到的數(shù)據(jù)、用戶操作狀態(tài)；按鍵16-21的功能分別為確認鍵、向上/增加鍵、向下/減小鍵、向左鍵、向右鍵、后退/退出鍵。 上述實施例只為說明本實用新型之用，而并非是對本實用新型的限制，有關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在此基礎(chǔ)上，還可以做出多種變更和改進方案，而不脫離本實用新型的精神和保護范圍。本實用新型權(quán)利要求書中，希望已經(jīng)包含了符合本實用新型實質(zhì)和范圍的所有這些變更和改進方案。
權(quán)利要求1.一種無人機機載智能電池裝置，包括可循環(huán)充放電電池，所述的可循環(huán)充放電電池包括有正極和負極，其特征在于還包括智能管理電路板，所述的可循環(huán)充放電電池通過正極和負極與所述的智能管理電路板相連接，所述的智能管理電路板包括中央處理單元、信息存儲單元，所述的信息存儲單元與所述的中央處理單元相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機機載智能電池裝置，其特征在于所述的可循環(huán)充放電電池還包括有電池平衡充電接口，所述的電池平衡充電接口與所述的智能管理電路板相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無人機機載智能電池裝置，其特征在于所述的智能管理電路板還包括電阻分壓單元，所述的電阻分壓單元分別連接于所述的電池平衡充電接口和所述的中央處理單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機機載智能電池裝置，其特征在于所述的信息存儲單元包括至少一個電可擦可編程只讀存儲器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機機載智能電池裝置，其特征在于所述的智能管理電路板還包括電流檢測單元，所述的電流檢測單元分別連接于所述的中央處理單元和所述的可循環(huán)充放電電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機機載智能電池裝置，其特征在于所述的智能管理電路板還包括穩(wěn)壓電路單元，所述的穩(wěn)壓單元與所述的可循環(huán)充放電電池相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無人機機載智能電池裝置，其特征在于所述的智能管理電路板還包括在線編程接口，所述的在線編程接口與所述的中央處理單元相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項權(quán)利要求所述的無人機機載智能電池裝置，其特征在于所述的智能管理電路板還包括通訊接口，所述的通訊接口與所述的中央處理單元相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無人機機載智能電池裝置，其特征在于還包括溫度檢測單元，所述的溫度檢測單元位于所述的可循環(huán)充放電電池表面，并電連接于所述的智能管理電路板。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無人機機載智能電池裝置，其特征在于還包括狀態(tài)指示燈，所述的狀態(tài)指示燈與所述的智能管理電路板相連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無人機機載智能電池裝置，其特征在于所述的智能管理電路板還包括時鐘芯片。
12.一種無人機機載智能電池系統(tǒng)，包括可循環(huán)充放電電池，所述的可循環(huán)充放電電池包括有正極和負極，其特征在于還包括智能管理電路板，所述的可循環(huán)充放電電池通過正極和負極與所述的智能管理電路板相連接，所述的智能管理電路板包括中央處理單元、信息存儲單元、通訊接口，所述的信息存儲單元連接與所述的中央處理單元相連接，還包括用于管理所述信息存儲單元內(nèi)信息的便攜式智能電池管理盒，所述的便攜式智能電池管理盒通過通訊接口與所述的智能管理電路板相連接。
13.如權(quán)利要求12所述的無人機機載智能電池系統(tǒng)，所述的便攜式智能電池管理盒包括按鍵、顯示屏、串口和開關(guān)。
專利摘要本實用新型涉及一種無人機機載智能電池裝置及其系統(tǒng)，包括可循環(huán)充放電電池，所述的可循環(huán)充放電電池包括有正極和負極，其特征在于還包括智能管理電路板，所述的可循環(huán)充放電電池通過正極和負極與所述的智能管理電路板相連接，所述的智能管理電路板包括中央處理單元、信息存儲單元，所述的信息存儲單元連接與所述的中央處理單元相連接，用于中小型無人機的動力提供的技術(shù)領(lǐng)域，解決了相應(yīng)技術(shù)問題。
文檔編號H02J7/00GK202190096SQ20112027269
公開日2012年4月11日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者朱驊, 李小衛(wèi) 申請人:北京安翔動力科技有限公司