本發(fā)明屬于無(wú)人機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無(wú)人機(jī)能量管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在無(wú)人機(jī)在整體配電方面大多采用傳統(tǒng)的配電方式，其主要存在以下缺點(diǎn)：

1、電池的安全性差

現(xiàn)在無(wú)人機(jī)使用大多為航模級(jí)電池，本體使用熱縮管封裝，其材料強(qiáng)度差。在日常使用過(guò)程中易出現(xiàn)由于針刺或磕碰導(dǎo)致漏液狀況，電池單體電壓排線裸露在外部，易出現(xiàn)短路爆炸危險(xiǎn)，其安全性較差；

2、電池的使用壽命短

航模級(jí)電池在使用過(guò)程中沒(méi)有單體電壓和充放電電流監(jiān)測(cè)功能，在無(wú)人機(jī)在大載荷作業(yè)時(shí)電池會(huì)存在電池電壓過(guò)放情況，還有在使用充電器給電池充電存在電壓過(guò)充情況，這兩種情況都會(huì)損傷電池，而這種損傷往往是不可修復(fù)的，從而導(dǎo)致降低電池使用次數(shù)，縮短其使用壽命；

3、電池的充電時(shí)間長(zhǎng)

現(xiàn)在使用的充電器大多為航模級(jí)，其最大充電電流為6～10安培，充滿10000mha的需要1小時(shí)，但10000mha的電池在無(wú)人機(jī)正常飛行最長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間為半小時(shí)，所以要配多組電池和充電器，這樣成本很高，效率低；

4、電池的使用環(huán)境

航模級(jí)電池使用環(huán)境一般都是-10度以上，放電溫度不高于55度，充電溫度不高于45度。電池在持續(xù)高負(fù)荷的工作下，溫度快速上升，航模級(jí)電池沒(méi)有散熱功能，在新疆等高原地區(qū)當(dāng)室外溫度低于-20度時(shí)，電池?zé)o法提供電能，無(wú)法滿足無(wú)人機(jī)作業(yè)要求；

5、由于原有的充電和配電方案導(dǎo)致植保無(wú)人機(jī)的作業(yè)效率低；

6、在農(nóng)用植保機(jī)無(wú)人機(jī)日常作業(yè)中需要保證電池能正常供給，提高作業(yè)效率，但室外無(wú)市電提供充電器充電，需要配備發(fā)電機(jī)，但發(fā)電機(jī)成本高，能量轉(zhuǎn)換效率低，尾氣污染環(huán)境。柴油發(fā)電機(jī)高溫天電池溫度高無(wú)法正常充電，整體作業(yè)效率低。

7、原來(lái)的放電機(jī)采用直接充電的方式，能量轉(zhuǎn)換的效率比較低；

8、發(fā)電機(jī)和市電的輸出的功率有限，很難滿足大功率的充電需求；

9、以前的充電設(shè)備可以連接的充電設(shè)備有限，而且只能充固定數(shù)量的電池，擴(kuò)展性很差。

針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明的無(wú)人機(jī)快速充電智能管理系統(tǒng)都可以解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)人機(jī)能量管理系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)的應(yīng)用，解決了現(xiàn)有的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明為一種無(wú)人機(jī)能量管理系統(tǒng)，包括車(chē)載后備儲(chǔ)能單元、快速充電單元和電池管理單元，其中車(chē)載后備儲(chǔ)能單元的輸出端和電池管理單元的輸出端均連接至快速充電單元的輸入端；所述車(chē)載后備儲(chǔ)能單元包括車(chē)載發(fā)電機(jī)或市電、充電機(jī)和后備儲(chǔ)能裝置，其中車(chē)載發(fā)電機(jī)或市電的輸出端連接至充電機(jī)的輸入端，所述充電機(jī)的輸出端連接至后備儲(chǔ)能裝置的輸入端；所述快速充電單元包括通過(guò)CAN總線依次連接的快速充電主控裝置、快速充電設(shè)備1、快速充電設(shè)備2、快速充電設(shè)備3……快速充電設(shè)備N(xiāo)，其中快速充電設(shè)備1的輸入端、快速充電設(shè)備2的輸入端、快速充電設(shè)備3的輸入端……快速充電設(shè)備N(xiāo)的輸入端均通過(guò)DC-DC的方式連接至后備儲(chǔ)能裝置的輸出端。

進(jìn)一步地，所述電池管理單元包括電池單體1、電池單體2、電池單體3……電池單體N，其中電池單體1的輸出端、電池單體2的輸出端、電池單體3的輸出端……電池單體N的輸出端分別通過(guò)CAN總線對(duì)應(yīng)連接至快速充電設(shè)備1的輸入端、快速充電設(shè)備2的輸入端、快速充電設(shè)備3的輸入端……快速充電設(shè)備N(xiāo)的輸入端；其中BMS是汽車(chē)電子技術(shù)領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)，即為電池管理系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述快速充電主控裝置用于控制快速充電設(shè)備的開(kāi)啟或者關(guān)閉以及設(shè)置快速充電設(shè)備的充電參數(shù)，該充電參數(shù)包括充電電壓和實(shí)時(shí)充電電流，快速充電設(shè)備包括快速充電設(shè)備1、快速充電設(shè)備2、快速充電設(shè)備3……快速充電設(shè)備N(xiāo)；快速充電主控裝置包括微控制器、觸摸屏和CAN總線接口，其中微控制器分別與觸摸屏和CAN總線接口連接，微控制器為單片機(jī)或PLC；用戶通過(guò)觸摸屏操作，繼而在微控制器中為快速充電設(shè)備配置充電參數(shù)，觸摸屏還用于顯示各電池單體對(duì)應(yīng)的充電數(shù)據(jù)，該充電數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)電量、實(shí)時(shí)充電電壓和實(shí)時(shí)充電電流。

進(jìn)一步地，所述電池采用鋁殼封裝，封裝好的電池內(nèi)置電池管理系統(tǒng)，其主要是用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池單體電壓、電池充電或放電電流、電池溫度、電池循環(huán)次數(shù)、電池健康程度。

進(jìn)一步地，在所述電池單體之間嵌入加熱裝置。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明通過(guò)對(duì)電池進(jìn)行包裝，避免了如針刺等機(jī)械損傷導(dǎo)致的漏液等問(wèn)題，通過(guò)將接口封裝到結(jié)構(gòu)體上面，避免排線的短路的問(wèn)題，有效保證了電池的安全性；提高電池使用壽命；通過(guò)配置快速充電裝置，縮短了充電時(shí)間，提高了充電效率；擴(kuò)寬電池使用環(huán)境；省去了現(xiàn)有技術(shù)中的柴油發(fā)電機(jī)，直接用后備電池給外部的無(wú)人機(jī)的電池進(jìn)行充電，提高了整機(jī)作業(yè)效率，從而降低成本，節(jié)能環(huán)保；通過(guò)采用DC-DC充電系統(tǒng)，直接把高壓直流電轉(zhuǎn)化為低壓直流電，提高能量的轉(zhuǎn)化效率；由于采用電池作為能量的來(lái)源，而整體的功率與電池的輸出功率有關(guān)，有利于提高整機(jī)的充電輸出功率。

當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的一種無(wú)人機(jī)能量管理系統(tǒng)的組成框圖；

圖2為本發(fā)明中的快速充電主控裝置的組成框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明為一種無(wú)人機(jī)能量管理系統(tǒng)，包括車(chē)載后備儲(chǔ)能單元、快速充電單元和電池管理單元，其中車(chē)載后備儲(chǔ)能單元的輸出端和電池管理單元的輸出端均連接至快速充電單元的輸入端。

如圖1所示，車(chē)載后備儲(chǔ)能單元包括車(chē)載發(fā)電機(jī)或市電、充電機(jī)和后備儲(chǔ)能裝置，其中車(chē)載發(fā)電機(jī)或市電的輸出端連接至充電機(jī)的輸入端，充電機(jī)的輸出端連接至后備儲(chǔ)能裝置的輸入端。

如圖1所示，快速充電單元包括通過(guò)CAN總線依次連接的快速充電主控裝置、快速充電設(shè)備1、快速充電設(shè)備2、快速充電設(shè)備3……快速充電設(shè)備N(xiāo)，其中快速充電設(shè)備1的輸入端、快速充電設(shè)備2的輸入端、快速充電設(shè)備3的輸入端……快速充電設(shè)備N(xiāo)的輸入端均通過(guò)DC-DC的方式連接至后備儲(chǔ)能裝置的輸出端。

如圖1所示，電池管理單元包括電池單體(內(nèi)置BMS)1、電池單體(內(nèi)置BMS)2、電池單體(內(nèi)置BMS)3……電池單體(內(nèi)置BMS)N，其中電池單體(內(nèi)置BMS)1的輸出端、電池單體(內(nèi)置BMS)2的輸出端、電池單體(內(nèi)置BMS)3的輸出端……電池單體(內(nèi)置BMS)N的輸出端分別通過(guò)CAN總線對(duì)應(yīng)連接至快速充電設(shè)備1的輸入端、快速充電設(shè)備2的輸入端、快速充電設(shè)備3的輸入端……快速充電設(shè)備N(xiāo)的輸入端；其中BMS是汽車(chē)電子技術(shù)領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)，即為電池管理系統(tǒng)。

如圖2所示，快速充電主控裝置用于控制快速充電設(shè)備的開(kāi)啟或者關(guān)閉以及設(shè)置快速充電設(shè)備的充電參數(shù)，該充電參數(shù)包括充電電壓和實(shí)時(shí)充電電流，快速充電設(shè)備包括快速充電設(shè)備1、快速充電設(shè)備2、快速充電設(shè)備3……快速充電設(shè)備N(xiāo)；快速充電主控裝置包括微控制器、觸摸屏和CAN總線接口，其中微控制器分別與觸摸屏和CAN總線接口連接，微控制器為單片機(jī)或PLC；用戶通過(guò)觸摸屏操作，繼而在微控制器中為快速充電設(shè)備配置充電參數(shù)，觸摸屏還用于顯示各電池單體對(duì)應(yīng)的充電數(shù)據(jù)，該充電數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)電量、實(shí)時(shí)充電電壓和實(shí)時(shí)充電電流。

電池采用鋁殼封裝，不僅可以有效的保護(hù)電池本體，還可以加速散熱，封裝好的電池內(nèi)置電池管理系統(tǒng)(BMS)，其主要功能是實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)電池單體電壓、電池充電或放電電流、電池溫度、電池循環(huán)次數(shù)、電池健康程度，這樣可以有效的防止電池過(guò)充或過(guò)放、準(zhǔn)確記錄電池的循環(huán)次數(shù)以及計(jì)算電池使用壽命。在電池單體之間嵌入加熱裝置，保證在低溫環(huán)境下能自動(dòng)加熱到電池正常工作溫度。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

最后需要說(shuō)明的是，以上公開(kāi)的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實(shí)施例并沒(méi)有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施方式。顯然，根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說(shuō)明書(shū)選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書(shū)及其全部范圍和等效物的限制。