一種無人機電池管理系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無人機電池設(shè)備，尤其涉及的是一種無人機電池管理系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]受當前現(xiàn)有電池技術(shù)限值，放電倍率與能量密度成反比，既電池放電倍率越高、能量密度越小。無人機在懸停狀態(tài)或平穩(wěn)飛行時所需要的電流較小，在大動作爬升或高速飛行時所需的電流會數(shù)倍于懸停狀態(tài)，所以現(xiàn)有無人機配備的電池均為較高放電倍率的單一規(guī)格鋰電芯。
[0003]現(xiàn)有的無人機電源管理系統(tǒng)包含控制芯片、采樣電路、M0SFET等，通過控制芯片對采樣電路的檢測，能夠在電芯過壓、欠壓、過流時通過開通/關(guān)斷M0SFET提供相應(yīng)的保護，并在充電時平衡各電芯的電壓?？刂菩酒瑑?nèi)置的存儲器可以記錄電池的充放電信息及故障信息供外部設(shè)備讀取。
[0004]現(xiàn)有產(chǎn)品管理模式單一，僅能對單一規(guī)格的電芯組成的電池組進行管理。受制于當前的電池技術(shù)限值，放電倍率與能量密度成反比關(guān)系，當需要高倍率放電時電芯能量密度就會下降。由于無人機在高速飛行或爬升時需要較大的電流，為了保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性現(xiàn)有無人機電池均使用同一規(guī)格的高倍率放電電芯組成，造成平均能量密度偏低，最終導致續(xù)航時間偏低。
[0005]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種能夠根據(jù)不同的用電需求動態(tài)調(diào)整不同規(guī)格電芯的電力輸出，從而提高電量綜合利用率的無人機電池管理系統(tǒng)及方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種無人機電池管理系統(tǒng)，包括高放電倍率電芯組、低放電倍率電芯組、與高放電倍率電芯組和低放電倍率電芯組分別連接，并用于控制高放電倍率電芯組和低放電倍率電芯組的開關(guān)以及配比的控制電路、用于將飛行狀態(tài)信息和控制信息傳遞給控制電路的飛行控制器、以及由控制電路控制的電源輸出端；其中，控制電路中設(shè)置有全控型半導體器件。
[0008]應(yīng)用于上述技術(shù)方案，所述的無人機電池管理系統(tǒng)中，高放電倍率電芯組和低放電倍率電芯組采用的電芯電池分別為鎳氫電池、或鉛酸電池、或鋰電池、或超級電容、或飛輪電池。
[0009]應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的無人機電池管理系統(tǒng)中，高放電倍率電芯組設(shè)置為高放電倍率鋰電芯組，其能量密度為180_200Wh/kg，低放電倍率電芯組設(shè)置為低放電倍率鋰電芯組，其能量密度為250_260Wh/kg。
[0010]應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的無人機電池管理系統(tǒng)中，控制電路中設(shè)置有MOSFET /GTO /IGBT全控型半導體器件。
[0011 ] 應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的無人機電池管理系統(tǒng)中，每一高放電倍率電芯組或每一低放電倍率電芯組設(shè)置有至少兩節(jié)電池。
[0012]應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，一種無人機電池管理方法，包含如下步驟:A:飛行控制器控制無人機的飛行，并將飛行狀態(tài)信息和控制信息發(fā)送給控制電路；B:控制電路對飛行姿態(tài)信息和遙控信息進行分析，并判斷出無人機飛行所需用電量；C:控制電路根據(jù)無人機飛行所需用電量，控制高放電倍率電芯組和低放電倍率電芯組的開關(guān)以及配比，并輸出電源。
[0013]應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的無人機電池管理方法中，步驟C中，控制電路所控制的高放電倍率電芯組設(shè)置為高放電倍率鋰電芯組，其能量密度為180_200Wh/kg ;控制電路所控制的低放電倍率電芯組設(shè)置為低放電倍率鋰電芯組，其能量密度為250-260Wh/
kg ο
[0014]應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的無人機電池管理方法中，控制電路是通過設(shè)置控制芯片來對狀態(tài)信息與控制信息進行分析，判斷出無人機飛行所需用電量，并通過設(shè)置M0SFET/GT0 /IGBT全控型半導體器件來控制不同電量的輸出。
[0015]采用上述方案，本發(fā)明能夠根據(jù)不同的用電需求動態(tài)調(diào)整不同規(guī)格電芯的電力輸出，從而提高電量的綜合利用率，在檢測到無人機處于懸停/平穩(wěn)飛行等耗電量較低的狀態(tài)時關(guān)斷高放電倍率電芯電力輸出，開啟低放電倍率電芯輸出。在檢測到無人機需要爬升/快速飛行等耗電量較高的飛行狀態(tài)時開啟高放電倍率電芯輸出，關(guān)閉低放電倍率電芯輸出，抑或可以兩種電芯同時輸出以提供充沛電力供系統(tǒng)使用。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0018]本實施例提供了一種無人機電池管理系統(tǒng)，如圖1所示，無人機電池管理系統(tǒng)包括高放電倍率電芯組1、低放電倍率電芯組2、控制電路3，其中，控制電路3分別與高放電倍率電芯組和低放電倍率電芯組連接，并用于控制高放電倍率電芯組和低放電倍率電芯組的電量開關(guān)以及配比，飛行器控制器4和電源輸出端5，飛行器控制器4用于將飛行狀態(tài)信息和控制信息傳遞給控制電路3，控制電路根據(jù)飛行狀態(tài)信息和控制信息進行分析判斷輸出所需要的用電量，然后控制電源輸出端輸出的電量。
[0019]例如，以兩節(jié)串聯(lián)電池組、兩種不同電芯為例，高放電倍率電芯組1采用高放電倍率(低能量密度)電芯，低放電倍率電芯組2采用低放電倍率(高能量密度)電芯，高放電倍率電芯組和低放電倍率電芯組采用的電芯電池分別為鎳氫電池、或鉛酸電池、或鋰電池、或超級電容、或飛輪電池，其優(yōu)選為鋰電池?？刂齐娐?與飛行控制器4實時通訊，飛行控制器可以將狀態(tài)信息、控制信息等指令傳輸給控制電路3，通過對于狀態(tài)信息與控制信息的分析可以判斷出無人機系統(tǒng)所需用電量。由于兩組電芯在控制電路3中可由M0SFET/GT0/IGBT等全控型半導體器件獨立控制，在檢測到無人機處于懸停/平穩(wěn)飛行等耗電量較低的狀態(tài)時，關(guān)斷高放電倍率電芯電力輸出，開啟低放電倍率電芯輸出。在檢測到