CN107800186A - 多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法及装置 - Google Patents

多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法及装置，所述方法包括：获取电源系统中各组电池单元的电池信息，所述电源系统中包括至少两组电池单元，所述至少两组电池单元并联连接到一电源母线上；根据所述电池信息分别判断各组电池单元是否出现异常；若任一组电池单元出现异常，控制该组电池单元与所述电源母线的连接断开。通过本发明，能够实现多旋翼载人飞行器电源系统中各个电池的灵活控制，避免飞行器因某一电池故障而失去动力。

Description

多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法及装置
技术领域
本发明涉及电源技术领域，特别是涉及多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法及装置。
背景技术
现有的电动飞行器通常通过一个电池、或者一组电池(由几个电池通过并联和串联构成)提供电源，当其中任意一个电池出现故障(如短路)时，整组电池将停止电源输出，使得整个飞行器因此失去动力，无法正常飞行。对于固定翼飞行器来说，可以通过滑翔实现迫降，但对于多旋翼飞行器来说，将意味着极度的危险。
发明内容
基于此，本发明提供一种多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法及装置，能够实现多旋翼载人飞行器电源系统中各个电池的灵活控制。
本发明一方面提供多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法，包括：
获取电源系统中各组电池单元的电池信息，所述电源系统中包括至少两组电池单元，所述至少两组电池单元并联连接到一电源母线上；
根据所述电池信息分别判断各组电池单元是否出现异常；
若任一组电池单元出现异常，控制该组电池单元与所述电源母线的连接断开。
本发明还提供多旋翼载人飞行器电源的反馈控制装置，包括：
检测模块，用于获取电源系统中各组电池单元的电池信息，所述电源系统中包括至少两组电池单元，所述至少两组电池单元并联连接到一电源母线上；
判断模块，用于根据所述电池信息分别判断各组电池单元是否出现异常；
控制模块，用于若任一组电池单元出现异常，控制该组电池单元与所述电源母线的连接断开。
上述技术方案的多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法，通过分别监控电源系统中并联的各组电池单元，并且任一组电池单元出现异常时，控制从电源系统中断开该组电池单元，此时其它组电池单元继续为飞行器输出动力，避免飞行器因某一个电池故障而失去动力，保障了多旋翼载人飞行器的飞行安全。
附图说明
图1为一优选实施方式的多旋翼载人飞行器的电源管理系统的示意性结构图；
图2为另一优选实施方式的多旋翼载人飞行器的电源管理系统的示意性结构图；
图3为一优选实施方式的多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法的示意性流程图；
图4为一优选实施方式的多旋翼载人飞行器电源的反馈控制装置的示意性结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为一优选实施方式的多旋翼载人飞行器的电源管理系统的示意性结构图，下面结合图1，对本发明多旋翼载人飞行器的电源管理系统进行说明。
本实施例的多旋翼载人飞行器的电源管理系统包括与整机总线连接的飞行控制单元FCU(Flight control unit)，还包括一电机调速器单元，所述电机调速器单元包括多个电机调速器，多个所述电机调速器分别并联到一电源母线上；所述电机调速器单元还通过CAN总线与所述飞行控制单元FCU连接；还包括至少两组电池单元，所述至少两组电池单元并联连接到所述电源母线上。所述至少两组电池单元用于给所述电机调速器单元提供电源，所述至少两组电池单元分别并联在所述电源母线上。还包括一电池管理单元BMS，电池管理单元BMS一端通过CAN总线与所述至少两组电池单元连接，所述电池管理单元BMS另一端与整机总线连接，
优选的，本实施例的多旋翼载人飞行器的电源管理系统中，所述电池单元的数量为八组。如图1所示，所述电源管理系统包括8组电池单元(BMU1～BMU8)，8组电池单元均与飞行器的动力电源母线连接。当其中任一组电池单元的电池出现故障时，可通过对应的继电器控制该组电池单元从整个电源系统中断开，即该组电池单元与所述电源母线的连接断开；此时，其它组电池单元可继续输出电源为飞行器的电机调速器单元提供动力，从而避免飞行器因某一个电池故障而无法正常飞行。
进一步的，所述每组电池单元包括电池BAT、用于过流保护的熔断器、用于该组电池单元异常时控制该组电池单元断开的继电器。所述每组电池单元还可包括电流传感器，用于检测该组电池单元电流，优选霍尔电流传感器。具体如图2所示，在第一组电池单元中，电池BAT1的正极输出线通过熔断器F1后从霍尔电流传感器H1中间孔洞穿过后连接至继电器K1的第一触点，由此霍尔电流传感器H1可检测该组电池单元电流，继电器K1的第二触点连接该组电池单元的负极输出端，第一触点和第二触点构成一组连接触点。
作为一优选实施方式，上述继电器可选用动合型继电器；工作时继电器线圈通电，第一触点与第二触点闭合；该电池单元异常时继电器线圈断电，第一触点与第二触点断开。
作为另一优选实施方式，上述继电器还可选用动断型继电器；工作时继电器线圈断电，第一触点与第二触点闭合；该电池单元异常时继电器线圈通电，第一触点与第二触点断开。
进一步的，如图2所示，每组电池单元还包括电池检测单元BCU(BATTERY CHECKUNIT)，用于检测本组电池单元的电池的电压、电流和温度，并通过电池检测单元BCU控制该组电池单元的继电器通断。例如：当BMU1的电池检测单元BCU1检测到该组电池单元的电池BAT1的电压超出正常的电压范围(不高于90V)，或者检测到该组电池单元的电池BAT1温度超出正常温度范围(不高于60摄氏度)时，可控制该组电池单元中的继电器K1断开，使该组电池单元与飞行器的动力电源母线断开，保护电池不会出现过放或者过充等问题。
进一步的，本发明的飞行器电源管理系统还包括一个电池管理单元BMS，每组电池单元的电池检测单元BCU均通过CAN总线与所述电池管理单元BMS连接。同时，所述电池管理单元BMS还通过CAN总线与整机总线连接。所述电池管理单元BMS统计各组电池单元的信息并发到整机总线上，便于飞行器系统中其它设备可根据电源情况进行相应调整。具体如：电池检测单元BCU通过CAN总线1软件通讯方式，将检测到的电池的电压、温度、电流等信息发送给所述电池管理单元BMS，所述电池管理单元BMS搜集统计各组电池单元的信息后，通过CAN总线2软件通讯方式，将全部组电池单元的完整电池信息发到整机总线上，使系统中其他设备都能得到当前动力电池的电量、电压、温度等信息。
具体的，如图1所示，所述电源管理系统包括8组电池单元(BMU1～BMU8)，8组电池单元均通过CAN IV物理总线与电池管理单元BMS连接，电池管理单元BMS还连接整机总线(图中的CAN I)。并且，假设每组电池单元在电源管理系统中的地位相同。基于图1所示的电源管理系统，即使其中4组电池单元出现电池故障，其它4组电池单元输出的动力仍可保证飞行器安全降落。
进一步的，图2为另一优选实施方式的多旋翼载人飞行器的电源管理系统的示意性结构图；电源管理系统中也包括8组电池单元(各组电池单元结构类似，图2中仅示出了其中1组)，8组电池单元分别对应电池检测单元BCU1～BCU8。电池检测单元BCU1～BCU8均通过CAN总线将各自检测到的电池的电压、电流、温度信息上报给电池管理单元BMS。
通过本发明上述实施例的多旋翼载人飞行器的电源管理系统，通过提高电动飞行器电源的冗余度，设置多组电池单元并联进行供电，并且当某组电池单元出现故障时，控制断开该组电池单元，此时其它组电池单元继续为飞行器输出动力，避免飞行器因某一个电池故障而失去动力，保障了多旋翼载人飞行器的飞行安全。
需要说明的是，在上述实施例中，仅示出了与实施例相关的部分，本领域技术人员可以理解，图1和图2中示出的电源管理系统结构并不构成对本发明的限定，可以包括比图示更多或更少的器件，或者组合某些器件，或者有不同的器件位置布置。
进一步的，本发明还提供了多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法的实施例。如图3所示，本实施例中，电源的反馈控制方法包括以下步骤S1～S3，说明如下：
S1、获取电源系统中各组电池单元的电池信息，所述电源系统中包括至少两组电池单元，所述至少两组电池单元并联连接到一电源母线上；
其中所述电源系统的结构可参考上述实施例所述，基于上述的电源系统结构，该步骤的具体实施方式可为：通过电池管理单元周期性的从各组电池单元的电池检测单元获取电池信息，所述电池检测单元检测其所在的电池单元的电池信息。作为一优选实施方式，基于上述的电源系统结构，所述电源系统包含8组并联的电池单元，对应8个电池检测单元；各组电池单元的电池检测单元通过CAN总线1软件通讯方式周期性的将其检测到的电池信息发送给电池管理单元。
作为一优选实施方式，本实施例中电池信息指的是电压、电流、温度中的一种或多种，对应的，所述电池检测单元可检测其所在的电池单元的电压、电流、温度中的一种或多种。可以理解的是，所述电池检测单元的具体结构包括但不限于上述电源系统实施例中所述的结构。
S2、根据所述电池信息分别判断各组电池单元是否出现异常；
作为一优选实施方式，该步骤的具体实施方式包括：判断每组电池单元的电压是否超出设定的电压范围、电流是否超出设定的电流范围和/或温度是否超出设定的温度范围，若其中任一判断结果为是，则确定该组电池单元出现异常。例如：当电池检测单元(BCU1～BCU8)检测到该组电池单元的电压超出正常的电压范围(不高于90V)，或者检测到该组电池单元的温度超出正常温度范围(不高于60摄氏度)时，可控制该组电池单元中的继电器断开，使该组电池单元与飞行器的动力电源母线断开，保护电池不会出现过放或者过充等问题。
S3、若任一组电池单元出现异常，控制该组电池单元与所述电源母线的连接断开。
作为一优选实施方式，基于上述的电源系统结构，若任一组电池单元出现异常，所述电池管理单元向对应的电池检测单元发送断开信号，所述电池检测单元接收所述断开信号，并控制其所在的电池单元的继电器断开，以使该组电池单元与所述电源母线的连接断开。
作为一优选实施方式，基于上述的电源系统结构，所述电池管理单元获取到电源系统中各组电池单元的电池信息之后，通过CAN总线2软件通讯方式，将全部组电池单元的完整电池信息发到整机总线上，通过所述整机总线将全部组电池单元的完整电池信息发送至多旋翼载人飞行器系统中其他设备单元，使系统中其他设备都能得到当前动力电池的电量、电压、温度等信息，便于飞行器系统中其它设备可根据当前电源情况进行相应调整，确保飞行安全。
通过本发明上述实施例的多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法，通过分别监控电源系统中并联的各组电池单元，并且任一组电池单元出现异常时，控制断开该组电池单元，此时其它组电池单元继续为飞行器输出动力，避免飞行器因某一个电池故障而失去动力，保障了多旋翼载人飞行器的飞行安全。
以下对可用于执行上述多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法的装置实施例进行说明。为了便于说明，多旋翼载人飞行器电源的反馈控制装置实施例的结构示意图中，仅仅示出了与实施例相关的部分，本领域技术人员可以理解，图中示出的装置结构并不构成对装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
图4为本实施例的多旋翼载人飞行器电源的反馈控制装置的示意性结构图；如图4所示，本实施例的多旋翼载人飞行器电源的反馈控制装置包括：检测模块510、判断模块520以及控制模块530，各模块详述如下：
所述检测模块510，用于获取电源系统中各组电池单元的电池信息，所述电源系统中包括至少两组电池单元，所述至少两组电池单元并联连接到一电源母线上；
所述判断模块520，用于根据所述电池信息分别判断各组电池单元是否出现异常；
所述控制模块530，用于若任一组电池单元出现异常，控制该组电池单元与所述电源母线的连接断开。
作为一优选实施方式，所述电池信息包括电压、电流和/或温度。对应的，所述判断模块520可具体用于，判断每组电池单元的电压是否超出设定的电压范围、电流是否超出设定的电流范围和/或温度是否超出设定的温度范围，若其中任一判断结果为是，则确定该组电池单元出现异常。
需要说明的是，上述示例的多旋翼载人飞行器电源的反馈控制装置的实施方式中，各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明前述方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明前述方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
此外，上述示例的多旋翼载人飞行器电源的反馈控制装置的实施方式中，各功能模块的逻辑划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如出于相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述多旋翼载人飞行器电源的反馈控制装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，不能理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法，其特征在于，包括：
获取电源系统中各组电池单元的电池信息，所述电源系统中包括至少两组电池单元，所述至少两组电池单元并联连接到一电源母线上；
根据所述电池信息分别判断各组电池单元是否出现异常；
若任一组电池单元出现异常，控制该组电池单元与所述电源母线的连接断开。
2.根据权利要求1所述的多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法，其特征在于，所述电池信息包括电压、电流和/或温度。
3.根据权利要求2所述的多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法，其特征在于，根据所述电池信息分别判断各组电池单元是否出现异常，包括：
判断每组电池单元的电压是否超出设定的电压范围、电流是否超出设定的电流范围和/或温度是否超出设定的温度范围；若其中任一判断结果为是，则确定该组电池单元出现异常。
4.根据权利要求1所述的多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法，其特征在于，所述获取电源系统中各组电池单元的电池信息，包括：
通过电池管理单元周期性的从各组电池单元的电池检测单元获取电池信息，所述电池检测单元检测其所在的电池单元的电池信息。
5.根据权利要求4所述的多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法，其特征在于，通过电池管理单元周期性的从各组电池单元的电池检测单元获取电池信息，包括：
各组电池单元的电池检测单元通过CAN总线1软件通讯方式周期性的将其检测到的电池信息发送给电池管理单元。
6.根据权利要求4所述的多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法，其特征在于，若任一组电池单元出现异常，控制该组电池单元与所述电源母线的连接断开，包括：
若任一组电池单元出现异常，所述电池管理单元向对应的电池检测单元发送断开信号；所述电池检测单元接收所述断开信号，控制其所在的电池单元的继电器断开，以使该组电池单元与所述电源母线的连接断开。
7.根据权利要求4所述的多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法，其特征在于，所述获取电源系统中各组电池单元的电池信息，之后还包括：
所述电池管理单元通过CAN总线2软件通讯方式，将全部组电池单元的完整电池信息发到整机总线上，以通过所述整机总线将全部组电池单元的完整电池信息发送至多旋翼载人飞行器系统中其他设备单元。
8.根据权利要求4所述的多旋翼载人飞行器电源的反馈控制方法，其特征在于，所述电源系统包含8组电池单元。
9.多旋翼载人飞行器电源的反馈控制装置，其特征在于，包括：
检测模块，用于获取电源系统中各组电池单元的电池信息，所述电源系统中包括至少两组电池单元，所述至少两组电池单元并联连接到一电源母线上；
判断模块，用于根据所述电池信息分别判断各组电池单元是否出现异常；
控制模块，用于若任一组电池单元出现异常，控制该组电池单元与所述电源母线的连接断开。
10.根据权利要求9所述的多旋翼载人飞行器电源的反馈控制装置，其特征在于，所述电池信息包括电压、电流和/或温度；
所述判断模块，用于判断每组电池单元的电压是否超出设定的电压范围、电流是否超出设定的电流范围和/或温度是否超出设定的温度范围，若其中任一判断结果为是，则确定该组电池单元出现异常。
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