CN105548904A - 一种无人机智能电池电路及无人机电路***及无人机 - Google Patents

一种无人机智能电池电路及无人机电路***及无人机 Download PDF

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李晓宇
薛骋豪
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Abstract

本发明公开了一种无人机智能电池电路及无人机电路***及无人机。所述无人机智能电池电路包括：电池组单元；微控制器，其与电池组单元连通；电压采集电路；电流采集电路；其中，电压采集电路用于采集每个单体电池的电压，并转换成电压采集电路电压信号传递给微控制器；电流采集电路用于采集电池组单元的电压，并转换成电流采集电路电压信号并传递给微控制器；所述微控制器用于将信号转换成剩余电量信号。本发明的无人机智能电池电量检测方法通过电压采集电路以及电流采集电路两种方式来分别检测剩余电量，从而能够大幅增加检测出的电量的精准性，防止了现有技术中电量监测不准确、电量显示跳变严重等问题的出现。

Description

一种无人机智能电池电路及无人机电路***及无人机
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种无人机智能电池电路及无人机电路***及无人机。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机可搭载多种负载完成各种复杂任务，具体在摄影、农药喷洒、防火救灾、通信、治安反恐、缉毒缉私等多个领域有广泛用途。
现有技术中，现有技术的无人机动力电池电量检测单纯检测电池OCV(开路电压)，通过电芯厂商提供的OCV和SOC(剩余电量)对照表来指示无人机可用电量。这种方法会在不同油门下会测出不同的值，不能准确的告诉用户飞机电池可用多长时间。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机智能电池电路来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种无人机智能电池电路，所述无人机智能电池电路包括：电池组单元，所述电池组单元包括多个相互并联的电池串，每个所述电池串由多个单体电池串联而成，所述相互并联的电池串具有一个输出端；微控制器，所述微控制器的输入端与所述电池组单元的输出端连通；电压采集电路，所述电压采集电路设置在所述电池组单元与所述微控制器之间；以及电流采集电路，所述电流采集电路设置在所述电池组单元与所述微控制器之间；其中，所述电压采集电路用于采集所述电池组单元中每个单体电池的电压，并将所采集的电压转换成电压采集电路电压信号传递给所述微控制器；所述电流采集电路用于采集所述电池组单元的电压，并将所述电压转换成电流采集电路电压信号并传递给所述微控制器；所述微控制器用于接收并处理所述电压采集电路电压信号以及电流采集电路电流信号并转换成剩余电量信号。
优选地，所述电池组单元进一步包括并联电阻电路，所述并联电阻电路设置在所述微控制器与所述相互并联的电池串的输出端之间，并与所述电流采集电路并联。
优选地，所述并联电阻电路包括两个相互并联的精密电阻。
优选地，所述无人机智能电池电路进一步包括:供电电路模块，所述供电电路模块设置在并联电阻电路与所述微控制器之间，用于将所述电池组单元输出的电流转换为工作电流；降压电路，所述降压电路设置在所述并联电阻电路与所述微控制器之间；稳压电路，所述稳压电路设置在所述降压电路与所述微控制器之间。
本发明还提供了一种无人机电路***，所述飞机总控电路包括如上所述的无人机智能电池电路。
优选地，所述飞机总控电路进一步包括:飞控模块；所述无人机智能电池电路中的微控制器的输出端通过CAN收发器模块与所述飞控模块连接；电量显示模块，所述微控制器的输出端与所述电量显示模块连接，所述电量显示模块用于显示所述微控制器处传递的剩余电量信号。
优选地，所述飞机总控电路进一步包括：动力电通断控制模块，所述动力电通断控制模块与所述微控制器的输出端连接，用于通断所述动力电通断控制模块所在的电路的通断。
优选地，所述飞机总控电路进一步包括开关模块，所述开关模块设置在所述动力电通断控制模块与所述微控制器之间，并用于控制所述动力电通断控制模块，以及控制所述微控制器所在的电路的通断。
本发明还提供了一种无人机，所述无人机包括如上所述的飞机总控电路。
优选地，所述无人机还包括充电模块，所述充电模块中至少包括平衡充模块，所述平衡充模块与所述电池组单元连接，用于平衡每个电池组单元中的单体电池的电量。
本发明的无人机智能电池电量检测方法通过电压采集电路以及电流采集电路两种方式来分别检测剩余电量，从而能够大幅增加检测出的电量的精准性，防止了现有技术中电量监测不准确、电量显示跳变严重等问题的出现。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的无人机电路***的原理示意图。
附图标记：
1 电池组单元 8 稳压电路
2 微控制器 9 飞控模块
3 电压采集电路 10 CAN收发器模块
4 电流采集电路 11 电量显示模块
5 并联电阻电路 12 动力电通断控制模块
6 供电电路模块 13 开关模块
7 降压电路
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明的无人机智能电池电路包括电池组单元、微控制器、电压采集电路以及电流采集电路。所述电池组单元包括多个相互并联的电池串，每个电池串由多个单体电池串联而成，相互并联的电池串具有一个输出端；微控制器的输入端与电池组单元的输出端连通；电压采集电路设置在电池组单元与微控制器之间；电流采集电路设置在电池组单元与所述微控制器之间；其中，电压采集电路用于采集电池组单元中每个单体电池的电压，并将所采集的电压转换成电压采集电路电压信号传递给微控制器；电流采集电路用于采集电池组单元的电压，并将电压转换成电流采集电路电压信号并传递给微控制器；微控制器用于接收并处理电压采集电路电压信号以及电流采集电路电流信号并转换成剩余电量信号。
本发明的无人机智能电池电量检测方法通过电压采集电路以及电流采集电路两种方式来分别检测剩余电量，从而能够大幅增加检测出的电量的精准性，防止了现有技术中电量监测不准确、电量显示跳变严重等问题的出现。
图1是根据本发明一实施例的无人机电路***的原理示意图。
如图1所示的无人机电路***包括电池组单元1、微控制器2、电流采集电路4、电压采集电路3、并联电阻电路5、供电电路模块6、降压电路7以及稳压电路8。
参见图1，在本实施例中，电池组单元1包括多个相互并联的电池串，每个电池串由多个单体电池串联而成，相互并联的电池串具有一个输出端。微控制器2的输入端与电池组单元1的输出端连通。
参见图1，在本实施例中，电压采集电路3设置在电池组单元1与微控制器2之间。电流采集电路4设置在电池组单元1与微控制器2之间。即在本实施例中，微控制器2通过电压采集电路3、电流采集电路4连通电池组单元1。
在上述的描述中，电压采集电路3用于采集电池组单元1中每个单体电池的电压，并将所采集的电压转换成电压采集电路电压信号传递给微控制器2；电流采集电路4用于采集电池组单元1的电压，并将电压转换成电流采集电路电压信号并传递给微控制器2；微控制器2用于接收并处理电压采集电路电压信号以及电流采集电路电流信号并转换成剩余电量信号。
有利的是，在本实施例中，并联电阻电路5设置在微控制器2与相互并联的电池串的输出端之间，并与电流采集电路4并联。具体地，在本实施例中，并联电阻电路包括两个相互并联的精密电阻。
采用这种结构，智能电池电芯所输出的电流首先经过两个并联的精密电阻。电流采集电路4与两个并联的精密电阻并联，从而采集两个精密电阻两端的电流，这样的拓扑结构为高边检测。高边检测不会引入底线干扰，还能够检测电池与***的短路故障。
在本实施例中，供电电路模块6设置在并联电阻电路5与微控制器2之间，用于将电池组单元1输出的电流转换为工作电流。具体地，供电电路模块6为设置的IC板卡，使电池组单元1设置在IC板上。
在本实施例中，降压电路7设置在并联电阻电路5与微控制器2之间，用于降低自并联电阻电路5处传递的电压。
在本实施例中，稳压电路8设置在降压电路7与微控制器2之间。
本发明还提供了一种无人机电路***，所述飞机总控电路包括如上所述的无人机智能电池电路、飞控模块9、电量显示模块11、动力电通断控制模块12以及开关模块13。
参见图1，在本实施例中，无人机智能电池电路中的微控制器2的输出端通过CAN收发器模块10与飞控模块9连接。
且在本实施例中，微控制器2的输出端与电量显示模块11连接，所述电量显示模块11用于显示微控制器2处传递的剩余电量信号。
参见图1，在本实施例中，动力电通断控制模块12与微控制器2的输出端连接，用于通断动力电通断控制模块12所在的电路的通断。
在本实施例中，开关模块13设置在动力电通断控制模块12与微控制器2之间，并用于控制动力电通断控制模块12，以及控制微控制器2所在的电路的通断。
本发明还提供了一种无人机，所述无人机包括如上所述的飞机总控电路。
有利的是，无人机还包括充电模块，充电模块中至少包括平衡充模块，平衡充模块与所述电池组单元连接，用于平衡每个电池组单元中的单体电池的电量。
在给电池组单元充电时，必须使用平衡充才能使每个单体电芯都充满电，同时保护电芯，防止过冲损坏电池寿命。现有技术通常把平衡充电路靠近电芯，充电过冲中电芯和平衡充电路同时发热，会影响电池使用寿命。而采用本发明的这种结构，把平衡充模块放到充电器中，减少平衡充模块自身发热对电芯的影响。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的相关装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的开关模块仅仅是示意性的，例如，所述模块和单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信临街，可以是电性、机械或其他的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中，基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使计算机处理器执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无人机智能电池电路，其特征在于，所述无人机智能电池电路包括：
电池组单元(1)，所述电池组单元(1)包括多个相互并联的电池串，每个所述电池串由多个单体电池串联而成，所述相互并联的电池串具有一个输出端；
微控制器(2)，所述微控制器(2)的输入端与所述电池组单元(1)的输出端连通；
电压采集电路(3)，所述电压采集电路(3)设置在所述电池组单元(1)与所述微控制器(2)之间；以及
电流采集电路(4)，所述电流采集电路(4)设置在所述电池组单元(1)与所述微控制器(2)之间；其中，
所述电压采集电路(3)用于采集所述电池组单元(1)中每个单体电池的电压，并将所采集的电压转换成电压采集电路电压信号传递给所述微控制器(2)；
所述电流采集电路(4)用于采集所述电池组单元(1)的电压，并将所述电压转换成电流采集电路电压信号并传递给所述微控制器(2)；
所述微控制器(2)用于接收并处理所述电压采集电路电压信号以及电流采集电路电流信号并转换成剩余电量信号。
2.如权利要求1所述的无人机智能电池电路，其特征在于，所述电池组单元进一步包括并联电阻电路(5)，所述并联电阻电路(5)设置在所述微控制器(2)与所述相互并联的电池串的输出端之间，并与所述电流采集电路(4)并联。
3.如权利要求2所述的无人机智能电池电路，其特征在于，所述并联电阻电路包括两个相互并联的精密电阻。
4.如权利要求2所述的无人机智能电池电路，其特征在于，所述无人机智能电池电路进一步包括:
供电电路模块(6)，所述供电电路模块(6)设置在并联电阻电路(5)与所述微控制器(2)之间，用于将所述电池组单元(1)输出的电流转换为工作电流；
降压电路(7)，所述降压电路(7)设置在所述并联电阻电路(5)与所述微控制器(2)之间；
稳压电路(8)，所述稳压电路(8)设置在所述降压电路(7)与所述微控制器(2)之间。
5.一种无人机电路***，其特征在于，所述飞机总控电路包括如权利要求1至4中任意一项所述的无人机智能电池电路。
6.如权利要求5所述的无人机电路***，其特征在于，所述飞机总控电路进一步包括:
飞控模块(9)；所述无人机智能电池电路中的微控制器(2)的输出端通过CAN收发器模块(10)与所述飞控模块(9)连接；
电量显示模块(11)，所述微控制器(2)的输出端与所述电量显示模块(11)连接，所述电量显示模块(11)用于显示所述微控制器(2)处传递的剩余电量信号。
7.如权利要求6所述的无人机电路***，其特征在于，所述飞机总控电路进一步包括：
动力电通断控制模块(12)，所述动力电通断控制模块(12)与所述微控制器(2)的输出端连接，用于通断所述动力电通断控制模块(12)所在的电路的通断。
8.如权利要求7所述的无人机电路***，其特征在于，所述飞机总控电路进一步包括开关模块(13)，所述开关模块(13)设置在所述动力电通断控制模块(12)与所述微控制器(2)之间，并用于控制所述动力电通断控制模块(12)，以及
控制所述微控制器(2)所在的电路的通断。
9.一种无人机，其特征在于，所述无人机包括如权利要求5至8中任意一项所述的飞机总控电路。
10.如权利要求9所述的无人机，其特征在于，所述无人机还包括充电模块，所述充电模块中至少包括平衡充模块，所述平衡充模块与所述电池组单元连接，用于平衡每个电池组单元中的单体电池的电量。
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