CN106707192A - 飞行器安全检测管理装置及安全控制*** - Google Patents

飞行器安全检测管理装置及安全控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了飞行器安全检测管理装置，包括N个电池包、与所述电池包对应的N个BMS模块和BMS主机，N个所述电池包并联设置，每一所述电池包分别包括多节单体电芯，所述BMS模块采集电池包的监控数据，所述监控数据包括电池包的温度、电量和每节单体电芯的单体电压，所述BMS主机在飞行器起飞后比较监控数据是否超出第一预设值、第二预设值和第三预设值以输出对应等级的报警信号。本发明将多个电池包独立设置，且每一电池包具有独立的BMS模块，可以对每一电池包进行独立监控，增加电池包的使用寿命和使用安全度，还依据电池包的电量、温度以及单体电压进行分级检测以输出对应的报警信号，提高飞行器的使用安全性。本发明还公开了对应的安全控制***。

Description

飞行器安全检测管理装置及安全控制***
技术领域
本发明涉及飞行器，尤其涉及飞行器的安全检测控制。
背景技术
飞行器，尤其是轻型的飞行器，使用时，并没有独立的电源管理***(BMS)，而直接将电池包串联后与对应的驱动电机连接起来，不但使得电池包的寿命难以得到保证，无法正确估算所有电池包的电量、电压，监控电池的温度，常常因为电池缺电、过热损坏造成坠毁，对人的使用造成安全隐患。
故，急需一种可解决上述问题的飞行器安全检测控制***。
发明内容
本发明的目的是提供飞行器安全检测管理装置及安全控制***，可监控飞行器中每一电池包的电量、电压信息，增加电池包的使用寿命和使用安全度，还对具体数值进行检测控制，提高飞行器的使用安全性。
为了实现上有目的，本发明公开了飞行器安全检测管理装置，包括N个电池包、与N个所述电池包对应的N个BMS模块和BMS主机，N个所述电池包并联设置，N大于等于2，每一所述电池包分别包括多节单体电芯，所述BMS模块一端与对应的电池包相连，采集所述电池包的监控数据并对所述电池包进行安全监控管理，所述监控数据包括电池包的温度、电量和其内每节单体电芯的单体电压，所述BMS模块另一端与BMS主机相连并将所述监控数据输送至BMS主机，所述BMS主机在飞行器起飞后比较所述监控数据是否超出预设值以输出对应的报警信号，具体包括：所述BMS主机在所述监控数据超出第一预设值时输出三级报警信号，在所述监控数据超出第二预设值时输出二级报警信号，在所述监控数据超出第三预设值时输出三级报警信号，所述报警信号包括一级报警信号、二级报警信号和三级报警信号。
与现有技术相比，本发明将多个电池包独立设置，且每一电池包具有独立的BMS模块，不但可以对每一电池包进行独立监控，增加电池包的使用寿命和使用安全度，还依据电池包的电量、温度以及单体电压进行分级检测，以输出对应的报警信号，提高飞行器的使用安全性。其中，本发明的飞行器可为无人机、轻型或者运动型的航空器、飞行汽车等等。
较佳地，所述BMS主机在所述温度高于第一预设温度值、电量低于第一预设电量值或者单体电压低于第一预设电压值时输出三级报警信号；所述第二预设值包括第二预设温度值、第二预设电压值和第二预设电量值，所述BMS主机在所述电量低于第二预设电量值或者单体电压低于第二预设电压值或者所述温度高于第二预设温度值时输出二级报警信号，在所述电量低于第三预设电量值或者单体电压低于第三预设电压值或者所述温度高于第三预设温度值时输出一级报警信号，所述第一预设温度值<所述第二预设温度值<所述第三温度值，所述第一预设电量值>所述第二预设电量值>所述第三预设电量值，所述第一预设电压值>所述第二预设电压值>所述第三预设电压值。
具体地，所述第一预设电量值为当前电量相对于总电量占比40％，所述第二预设电量值为当前电量相对于总电量占比35％，所述第三预设电量值为当前电量相对于总电量占比30％。
具体地，所述第一预设电压值为3.8V，所述第二预设电压值为3.5V，所述第三预设电压值为3.3V。
具体地，所述第一预设温度值为50℃，所述第二预设温度值为55℃，所述第三预设温度值为60℃。
较佳地，所述BMS主机在飞行器起飞前还在所述监控数据超出第四预设值时输出静止飞行信号。
具体地，所述BMS主机在所述温度高于第四预设温度值、电量低于第四预设电量值或者单体电压低于第四预设电压值时输出静止飞行信号。
较佳地，所述BMS主机包括比较单元和数据处理单元，所述数据处理单元与所述BMS模块相连并获取所述监控数据，依据所述监控数据计算N个所述电池包的平均电量、最高温度以及最低单体电压以获取用于比较的温度、单体电压与电量并输送至比较单元，所述比较单元比较所述数据处理单元输出的电量、温度以及单体电压是否超出预设值以输出对应的报警信号。
本发明还公开了一种飞行器安全控制***，包括飞行器安全检测管理装置和飞控模块，所述飞行器安全检测管理装置如上所示，所述飞控模块与所述BMS主机相连，并依据所述三级报警信号和对应的预设调整方案自行调整飞行姿态，并禁止向上飞行；依据所述二级报警信号和对应的预设调整方案自行调整飞行姿态，禁止向上飞行并输出降落准备提醒，依据外部输入的命令控制所述飞行器降落或继续飞行；依据一级报警信号和对应的预设调整方案自行调整飞行姿态，并强制控制飞行器降落。与现有技术相比，本发明将多个电池包独立设置，且每一电池包具有独立的BMS模块，不但可以对每一电池包进行独立监控，增加电池包的使用寿命和使用安全度，还依据电池包的平均电量、最高温度以及最低单体电压进行分级检测，以输出对应的报警信号，以及报警信号的等级对飞行器进行相应控制，提高飞行器的使用安全性。
较佳地，所述飞行器安全控制***还包括与所述BMS模块相连的仪表显示屏，所述仪表显示屏依据所述报警信号发出警报。该方案包括显示该报警信号，或者显示并以声音提醒来发出警报。
具体地，所述BMS主机在飞行器起飞前还比较所述电量、温度以及单体电压以输出报警信号，具体包括：在所述平均电量低于第四预设电量值或者最低单体电压低于第四预设电压值或者所述温度高于第四预设温度值时输出静止飞行信号，所述报警信号包括静止飞行信号，所述飞控模块依据所述静止飞行信号控制所述飞行器静止飞行，所述仪表显示屏显示所述静止飞行信号。
较佳地，所述飞行器安全控制***还包括驱动电机，所述飞控模块与所述驱动电机相连并控制所述驱动电机动作，所述飞行器安全检测管理装置还包括与N个所述电池包对应的N个放电回路，N个所述放电回路相互独立并对所述驱动电机供电。
附图说明
图1是本发明所述飞行器安全控制***的结构框图。
图2是本发明第二实施例中所述飞行器放电管理***的结构框图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
参考图1，本发明公开了飞行器安全控制***100，包括40个电池包10、与40个所述电池包10对应的40个BMS模块20、BMS主机30及飞控模块41，40个所述电池包10并联设置，N大于等于2，每一所述电池包10分别包括多节单体电芯，所述BMS模块20一端与对应的电池包10相连，采集所述电池包10的监控数据并对所述电池包10进行安全监控管理，所述监控数据包括电池包10的温度、电量和其内每节单体电芯的单体电压，所述BMS模块20另一端与BMS主机30相连并将所述监控数据输送至BMS主机30，所述BMS主机30在飞行器起飞后比较所述监控数据是否超出预设值以输出对应的报警信号：所述BMS主机30在所述监控数据超出第一预设值时输出三级报警信号，在所述监控数据超出第二预设值时输出二级报警信号，在所述监控数据超出第三预设值时输出三级报警信号，所述报警信号包括一级报警信号、二级报警信号和三级报警信号。所述飞控模块41与所述BMS主机相连，并依据所述三级报警信号和对应的预设调整方案自行调整飞行姿态，并禁止向上飞行；依据所述二级报警信号和对应的预设调整方案自行调整飞行姿态，禁止向上飞行并输出降落准备提醒，依据外部输入的命令控制所述飞行器降落或继续飞行；依据一级报警信号和对应的预设调整方案自行调整飞行姿态，并强制控制飞行器降落。
其中，所述电池包的数量还可以是2个、3个等数目，或者20个、30个等20个以上数目。
其中，所述BMS主机30可由若干比较单元组成，可以设置若干个比较单元对各参数进行一一比对，并将同一报警等级的比较结果通过或运算器进行运算获取对应的数字信号，从而生成对应的报警信号。其中若干比较单元的使能端均接飞控模块输出的飞行信号。
其中，所述BMS主机30在所述温度高于第一预设温度值、电量低于第一预设电量值或者单体电压低于第一预设电压值时输出三级报警信号；所述第二预设值包括第二预设温度值、第二预设电压值和第二预设电量值，所述BMS主机30在所述电量低于第二预设电量值或者单体电压低于第二预设电压值或者所述温度高于第二预设温度值时输出二级报警信号，在所述电量低于第三预设电量值或者单体电压低于第三预设电压值或者所述温度高于第三预设温度值时输出一级报警信号，所述第一预设温度值<所述第二预设温度值<所述第三温度值，所述第一预设电量值>所述第二预设电量值>所述第三预设电量值，所述第一预设电压值>所述第二预设电压值>所述第三预设电压值。具体地，所述第一预设电量值为当前电量相对于总电量占比40％，所述第二预设电量值为当前电量相对于总电量占比35％，所述第三预设电量值为当前电量相对于总电量占比30％。所述第一预设电压值为3.8V，所述第二预设电压值为3.5V，所述第三预设电压值为3.3V。所述第一预设温度值为50℃，所述第二预设温度值为55℃，所述第三预设温度值为60℃。
所述飞行器安全控制***100还包括与所述BMS主机30相连的仪表显示屏42，所述仪表显示屏42显示所述报警信号。
具体地，所述BMS主机30在飞行器起飞前还在所述监控数据超出第四预设值时输出静止飞行信号。其中，所述BMS主机30在所述温度高于第四预设温度值、电量低于第四预设电量值或者单体电压低于第四预设电压值时输出静止飞行信号。所述飞控模块41依据所述静止飞行信号控制所述飞行器静止飞行，所述仪表显示屏42显示所述静止飞行信号。
参考图1，所述飞行器安全控制***100还包括驱动电机50，所述飞控模块41与电调节单元51相连向所述电调节单元51输入电调节信号，电调节单元51与所述驱动电机50相连并依据所述电调节信号控制所述驱动电机50的驱动电压大小以控制所述驱动电机50动作，所述飞行器安全检测管理装置还包括与40个所述电池包10对应的40个放电回路11，40个所述放电回路11相互独立并对所述驱动电机50供电。
参考图2，在本发明另一实施例中，所述BMS主机30包括比较单元31和数据处理单元32，所述数据处理单元32与所述BMS模块20相连并获取所述监控数据，依据所述监控数据计算40个所述电池包10的平均电量、最高温度以及最低单体电压以获取用于比较的温度、单体电压与电量并输送至比较单元31，比较单元31比较所述数据处理单元32输出的电量、温度以及单体电压是否超出预设值以输出对应的报警信号。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种飞行器安全检测管理装置，其特征在于：包括N个电池包、与N个所述电池包对应的N个BMS模块和BMS主机，N个所述电池包并联设置，N大于等于2，每一所述电池包分别包括多节单体电芯，所述BMS模块一端与对应的电池包相连，采集所述电池包的监控数据并对所述电池包进行安全监控管理，所述监控数据包括电池包的温度、电量和其内每节单体电芯的单体电压，所述BMS模块另一端与BMS主机相连并将所述监控数据输送至BMS主机，所述BMS主机在飞行器起飞后比较所述监控数据是否超出预设值以输出对应的报警信号，具体包括：所述BMS主机在所述监控数据超出第一预设值时输出三级报警信号，在所述监控数据超出第二预设值时输出二级报警信号，在所述监控数据超出第三预设值时输出三级报警信号，所述报警信号包括一级报警信号、二级报警信号和三级报警信号。
2.如权利要求1所述的飞行器安全检测管理装置，其特征在于：所述BMS主机在所述温度高于第一预设温度值、电量低于第一预设电量值或者单体电压低于第一预设电压值时输出三级报警信号；所述第二预设值包括第二预设温度值、第二预设电压值和第二预设电量值，所述BMS主机在所述电量低于第二预设电量值或者单体电压低于第二预设电压值或者所述温度高于第二预设温度值时输出二级报警信号，在所述电量低于第三预设电量值或者单体电压低于第三预设电压值或者所述温度高于第三预设温度值时输出一级报警信号，所述第一预设温度值<所述第二预设温度值<所述第三温度值，所述第一预设电量值>所述第二预设电量值>所述第三预设电量值，所述第一预设电压值>所述第二预设电压值>所述第三预设电压值。
3.如权利要求2所述的飞行器安全检测管理装置，其特征在于：所述第一预设电量值为当前电量相对于总电量占比40％，所述第二预设电量值为当前电量相对于总电量占比35％，所述第三预设电量值为当前电量相对于总电量占比30％，所述第一预设电压值为3.8V，所述第二预设电压值为3.5V，所述第三预设电压值为3.3V，所述第一预设温度值为50℃，所述第二预设温度值为55℃，所述第三预设温度值为60℃。
4.如权利要求1所述的飞行器安全检测管理装置，其特征在于：所述BMS主机在飞行器起飞前还在所述监控数据超出第四预设值时输出静止飞行信号。
5.如权利要求4所述的飞行器安全检测管理装置，其特征在于：所述BMS主机在所述温度高于第四预设温度值、电量低于第四预设电量值或者单体电压低于第四预设电压值时输出静止飞行信号。
6.如权利要求1所述的飞行器安全检测管理装置，其特征在于：所述BMS主机包括比较单元和数据处理单元，所述数据处理单元与所述BMS模块相连并获取所述监控数据，依据所述监控数据计算N个所述电池包的平均电量、最高温度以及最低单体电压以获取用于比较的温度、单体电压与电量并输送至比较单元，所述比较单元比较所述数据处理单元输出的电量、温度以及单体电压是否超出预设值以输出对应的报警信号。
7.一种飞行器安全控制***，其特征在于：包括飞行器安全检测管理装置以及飞控模块，所述飞行器安全检测管理装置如权利要求1-6中任一项所示，所述飞控模块与所述BMS主机相连，并依据所述三级报警信号和对应的预设调整方案自行调整飞行姿态，并禁止向上飞行；依据所述二级报警信号和对应的预设调整方案自行调整飞行姿态，禁止向上飞行并输出降落准备提醒，依据外部输入的命令控制所述飞行器降落或继续飞行；依据一级报警信号和对应的预设调整方案自行调整飞行姿态，并强制控制飞行器降落。
8.如权利要求7所述的飞行器安全控制***，其特征在于：还包括与所述BMS主机相连相连的仪表显示屏，所述仪表显示屏依据所述报警信号发出警报。
9.如权利要求8所述的飞行器安全控制***，其特征在于：所述BMS主机在飞行器起飞前还比较所述电量、温度以及单体电压以输出报警信号，具体包括：在所述平均电量低于第四预设电量值或者最低单体电压低于第四预设电压值或者所述温度高于第四预设温度值时输出静止飞行信号，所述报警信号包括静止飞行信号，所述飞控模块依据所述静止飞行信号控制所述飞行器静止飞行，所述仪表显示屏显示所述静止飞行信号。
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