CN110361667B - 纯电动无人机的电池电量检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纯电动无人机，具体涉及一种纯电动无人机的电池电量检测装置及方法；解决了现有纯电动无人机的电量检测装置测量不准确，容易产生误判，导致无人机空中坠落，造成无人机损坏或者人员受伤的技术问题。一种纯电动无人机的电池电量检测装置，包括电压处理电路、电流处理电路、外部电源电路、电量计算单元和显示器；外部电源电路为电压处理电路提供数字电源VCC1和模拟电源VCC2；外部电源电路为所述电流处理电路提供数字电源VCC1；电压处理电路和电流处理电路的输入端均接被测电池的正极，电压处理电路和电流处理电路的输出端均接电量计算单元的入口；电量计算单元的出口接显示器；同时本发明还提供了一种纯电动无人机电池电量检测方法。

Description

纯电动无人机的电池电量检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种纯电动无人机，具体涉及一种纯电动无人机的电池电量检测装置及方法。

背景技术

在民用无人机领域，伴随着微电子技术的革新和自动控制智能化的演进，无人机飞行器的功能更加强大，其精细度也越来越高。无人机利用其成本低、灵活性高、可远程操控等特点，逐渐扩展到各行各业里，各种用于执行特殊任务的无人机也应运而生。在无人机机及航模行业里，大多数无人机采用汽油发动机做动力源，但是在实际任务飞行时，由于温湿度、氧气含量等不利环境因素的影响，汽油发动机经常会发生空中意外熄火的情况，对无人机的飞行安全极为不利，因此纯电动无人机应运而生。

目前，民用领域的纯电动无人机的电量检测装置大多依靠电池的电压值来判断电池的剩余电量，这样就要求操作者必须具有丰富的经验才能比较熟练的获知电池的状态。但是无人机在空中飞行时，由于高度、速度、爬升角度等参数的不同，电池的放电电流会有较大幅度的波动，单纯依靠电压去判断剩余的电量，会造成较大幅度的误判，时常会出现无人机实际电量不足却依然在使用得情况，从而导致无人机在空中飞行时，突然失去电力从空中掉落，造成无人机损坏或者人员受伤的情况。

发明内容

为了解决现有纯电动无人机的电量检测装置测量不准确，容易产生误判，导致无人机空中坠落，造成无人机损坏或者人员受伤的技术问题，本发明提供了一种纯电动无人机的电池电量检测装置及方法。

本发明的技术解决方案是：一种纯电动无人机的电池电量检测装置，其特殊之处在于：

包括电压处理电路、电流处理电路、外部电源电路、电量计算单元和显示器；

所述外部电源电路为所述电压处理电路提供数字电源VCC1和模拟电源VCC2；所述外部电源电路为所述电流处理电路提供数字电源VCC1；

所述电压处理电路和所述电流处理电路的输入端均接被测电池的正极，所述电压处理电路和所述电流处理电路的输出端均接所述电量计算单元的入口；所述电量计算单元的出口接所述显示器；

所述电压处理电路包括串联设置的电压采样及隔离电路和电压信号放大电路；所述电流处理电路包括串联设置的电流采样及隔离电路和电流信号放大电路。

进一步地，所述外部电源电路包括降压电路、滤波电路和稳压隔离电路；所述降压电路的输出端分别接所述滤波电路和所述稳压隔离电路的输入端；所述滤波电路输出数字电源VCC1；所述稳压隔离电路输出模拟电源VCC2；

所述降压电路包括外部电源、低压差线性稳压芯片U1、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C18、电容C21和电解电容C13；

所述低压差线性稳压芯片U1的电源输入端VI、所述电容C18的一端和所述电解电容C13的正极均接所述机载电源的正极；所述电容C18的另一端和所述电解电容C13的负极均接所述机载电源的负极；所述低压差线性稳压芯片U1的输出电压设置端ADJ接电容C21、电阻R18和电阻R19的共同端；所述电容C21和电阻R19的另一端均接所述机载电源的负极；所述电阻R18的另一端接所述电阻R17的一端；所述电阻R17、所述低压差线性稳压芯片U1的输出端VO1和输出端VO2均与所述滤波电路和所述稳压隔离电路连接；

所述滤波电路包括电容C12、电解电容C11、电感L3、电容C14、电容C15、电容C16和电容C17；

所述电容C12的一端、电解电容C11的正极和所述电感L3的一端均接所述降压电路的输出端；所述电容C12的另一端和所述电解电容C11的负极均接所述机载电源的负极；所述电容C14、电容C15、电容C16和电容C17并联设置，所述电容C14、电容C15、电容C16和电容C17的共同端接所述机载电源的负极；所述电感L3、所述电容C14、电容C15、电容C16和电容C17的共同端作为输出端，分别为所述电压处理电路和所述电流处理电路提供数字电源VCC1；

所述稳压隔离电路包括稳压隔离电源U3、电感L1、电容C6、电容C8、电容C7、电感L2、电解电容C10、电容C9和电阻R14；

所述电感L1、电容C6和电容C8的共同端接所述稳压隔离电源U3的电源正极输入端VIN+；所述电感L1的另一端接所述降压电路的输出端；电容C6的另一端、电容C8的另一端和所述稳压隔离电源U3的电源负极输入端VIN-均接所述机载电源的负极；所述稳压隔离电源U3的电源正极输出端VOUT+接所述电感L2和所述电容C7的共同端；所述稳压隔离电源U3的电源负极输出端VOUT-和所述电容C7的另一端均接所述被测电池的负极；

所述电解电容C10的负极、所述电容C9的一端和所述电阻R14的一端均接所述被测电池的负极；所述电感L2的另一端、电解电容C10的正极、电容C9的另一端和电阻R14的另一端作为输出端接所述电压采样及隔离电路的模拟电源供电端。

进一步地，所述电压采样及隔离电路包括电阻R1、电阻R6、电阻R10、电容C3和精密光学隔离电压传感器U5；所述电压采样及隔离电路用于采集被测电池的电压；

被测电池的正极PWR-IN依次串联所述电阻R1、电阻R6和电阻R10；所述电阻R10的两端并联所述电容C3；所述电阻R6、所述电阻R10和所述电容C3的共同端接所述精密光学隔离电压传感器U5的电压采集输入端VIN，所述电阻R10的另一端和所述电容C3的另一端均接所述被测电池的负极；所述精密光学隔离电压传感器U5的电压检测接地端SHDN、模拟电源接地端GND1均接所述被测电池的负极；所述精密光学隔离电压传感器U5的数字电源接地端GND2接所述机载电源的负极；所述精密光学隔离电压传感器U5的隔离检测输出正极VOUT+和隔离检测输出负极VOUT-均接所述电压信号放大电路；所述精密光学隔离电压传感器U5的数字电源供电端VDD2接所述滤波电路的输出端；所述精密光学隔离电压传感器U5的模拟电源供电端VDD1接所述稳压隔离电路的输出端。

进一步地，所述电压信号放大电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R13、电阻R15、电容C1、电容C5、电容C19和运算放大器U7；

所述电阻R7的一端接所述精密光学隔离电压传感器U5的隔离检测输出正极VOUT+；所述电阻R7的另一端经所述电阻R11、电阻R13后接所述机载电源的负极；所述电阻R11和电阻R13串联后并联所述电容C5；

所述电阻R7、所述电阻R11和所述电容C5的共同端接所述运算放大器U7的同相输入端；所述电阻R2与电阻R3串联后并联所述电容C1；所述电阻R8的一端接所述精密光学隔离电压传感器U5的隔离检测输出负极VOUT-；所述电阻R8、所述电阻R2和所述电容C1的共同端接所述运算放大器U7的反相输入端；所述电阻R3、所述电容C1和所述电阻R15的共同端接所述运算放大器U7的输出端；所述电阻R15和所述电容C19的共同端接所述电量计算单元的入口；所述运算放大器U7的电源正极接所述滤波电路；所述运算放大器U7的电源负极接所述机载电源的负极。

进一步地，所述电流采样及隔离电路包括线性电流传感器U6和RC滤波电路；所述电流采样及隔离电路用于采集被测电池的电流；

所述电流传感器U6的电流输入端IP+接被测电池的正极PWR-IN；外部负载PWR-PAD的正极接电流输出端IP-，外部负载PWR-PAD的负极接被测电池的负极；所述电流传感器U6的电压输出端VOUT接所述RC滤波电路的输入端；所述RC滤波电路的输出端接所述电流信号放大电路；所述电流传感器U6的接地端GNG接所述机载电源的负极；所述电流传感器U6的电源正极VCC接所述滤波电路的输出端。

进一步地，所述RC滤波电路包括串联设置的电阻R12和电容C4；所述电阻R12的一端接所述电流传感器U6的电压输出端VOUT，所述电阻R12和所述电容C4的共同端接所述电流信号放大电路；所述电容C4的另一端所述机载电源的负极。

进一步地，所述电流信号放大电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R9、电阻R16、电容C2、电容C20和运算放大器U2；

所述运算放大器U2的同相输入端接所述RC滤波电路的输出端；所述放大器U2的反相输入端接所述电阻R9、所述电阻R4和所述电容C2的共同端；所述电阻R9的另一端接所述机载电源的负极；所述电阻R4的另一端接所述电阻R5的一端；所述电阻R5和所述电容C2的共同端接所述电阻R16的一端；所述电阻R16和所述电容C20的共同端接所述电量计算单元的入口；所述电容C20的另一端和所述运算放大器U2的电源负极均接所述机载电源的负极；所述放大器U2的电源正极接所述滤波电路的输出端。

进一步地，所述精密光学隔离电压传感器U5的型号为ACPL-C87A-000E；所述线性电流传感器U6的型号为ACS758。

进一步地，所述显示器为松下加固笔记本CF-31。

同时，本发明还提供了一种纯电动无人机电池电量检测方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1)外部电源电路对机载电源进行降压；

步骤2)电压采样及隔离电路采集减压后的电压信号并屏蔽干扰信号，输出干净的电压信号；

步骤3)电压信号放大电路提高所述步骤2中干净的电压信号的幅度，并将增幅后的电压信号输送给电量计算单元；

步骤4)电流采样及隔离电路采集减压后的电流信号并屏蔽干扰信号，输出稳定的电流信号；

步骤5)电流信号放大电路提高所述步骤2中稳定的电流信号的幅度，并将增幅后的电流信号输送给电量计算单元；

步骤6)电量计算单元将步骤3)中所述增幅后的电压信号转化为实时电压值并将步骤5)中所述增幅后的电流信号转化为实时电流值，并将所述实时电压值和所述实时电流值传输给显示器；

步骤7)电量计算单元根据实时电流值，通过积分算法计算已消耗的电量值，再根据已消耗的电量值得到的实时电量值，并将该值传输给显示器；

步骤8)显示器显示电池的实时电压值、实时电流值和实时电量值；

步骤9)操作员通过观察实时电量并参考实时电压值和实时电流值决定是否控制无人机做出相应的飞行动作。

本发明相比现有技术的有益效果是：

1、本发明通过电压处理电路和电流处理电路采集被测电池的电流及电压信号并进行处理后传输给电量计算单元，再由电量计算单元根据电流及电压信号计算出被测电池的实时电量值，并将该值和实时电压值、实时电流值传输到显示器；本发明可直接显示准确的实时电量值，并可提供实时电压值和实时电流值作为参考，避免了由于操作人员误判导致无人机空中坠落，造成无人机损坏或者人员受伤得情况发生。

2、本发明的电流电压采集电路包括电压采样及隔离电路、电压信号放大电路、电流采样及隔离电路和电流信号放大电路，可对采集到的电压及电流进行隔离和信号放大，获取的实时电量值更准确。

3、本发明的电压采样及隔离电路、电压信号放大电路、电流采样及隔离电路和电流信号放大电路集成为一体，制造简单、可靠性高、易于维护可重复使用、经济效益高。

附图说明

图1是本发明一个实施例的示意图；

图2是该实施例中降压电路的电路图；

图3是该实施例中滤波电路的电路图；

图4是该实施例中稳压隔离电路的电路图；

图5是该实施例中电压处理电路的电路图；

图6是该实施例中电流处理电路的电路图；

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述。

参照图1，该纯电动无人机的电池电量检测装置，包括电压处理电路、电流处理电路、外部电源电路、电量计算单元和显示器。本实施例中的显示器为松下加固笔记本CF-31。

外部电源电路为电压处理电路提供5V模拟电源VCC1和5V模拟电源VCC2；外部电源电路为电流处理电路提供5V数字电源VCC1；

电压处理电路和电流处理电路采集机载电源的电流及电压信号并进行处理后传输给自动驾驶仪中的电量计算单元，电量计算单元根据电流及电压信号计算出电池的实时电量值，并将该值传输到显示器；显示器显示电池的电量值。

电压处理电路包括串联设置的电压采样及隔离电路和电压信号放大电路；电流处理电路包括串联设置的电流采样及隔离电路和电流信号放大电路。

参照图2至图4，外部电源电路包括降压电路、滤波电路和稳压隔离电路；降压电路的输出端分别接滤波电路和稳压隔离电路的输入端；滤波电路输出5V数字电源VCC1；稳压隔离电路输出5V模拟电源VCC2；

参照图2，降压电路包括外部电源、低压差线性稳压芯片U1、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C18、电容C21和电解电容C13；

电阻R17、电阻R18和电阻R19为反馈电阻，用于调节输出电压。本实施例中的外部电源为12V机载电源，其中，12V标记为机载电源正极，倒三角标记为机载电源负极。该电路可将12V电源转化为5V电源。

低压差线性稳压芯片U1的电源输入端VI、电容C18的一端和电解电容C13的正极均接机载电源的正极；电容C18的另一端和电解电容C13的负极均接机载电源的负极；低压差线性稳压芯片U1的输出电压设置端ADJ接电容C21、电阻R18和电阻R19的共同端；电容C21和电阻R19的另一端均接机载电源的负极；电阻R18的另一端接电阻R17的一端；电阻R17、低压差线性稳压芯片U1的输出端VO1和输出端VO2均与所述滤波电路和所述稳压隔离电路连接；

滤波电路包括电容C12、电解电容C11、电感L3、电容C14、电容C15、电容C16和电容C17。滤波电路将5V电源进行滤波处理，降低5V电源的纹波，提高数字电源VCC1的质量。

电容C12的一端、电解电容C11的正极和电感L3的一端均接降压电路的输出端；电容C12的另一端和电解电容C11的负极均接机载电源的负极；电容C14、电容C15、电容C16和电容C17并联设置，电容C14、电容C15、电容C16和电容C17的共同端接机载电源的负极；电感L3、电容C14、电容C15、电容C16和电容C17的共同端作为输出端分别为电压处理电路和电流处理电路提供数字电源VCC1。

稳压隔离电路包括稳压隔离电源U3、电感L1、电容C6、电容C8、电容C7、电感L2、电解电容C10、电容C9和电阻R14。稳压隔离电路将5V电源供到稳压隔离电源U3后输出模拟电源VCC2，模拟电源VCC2的电压也是5V，但该电源和数字电源VCC1不直接相连，负极也没有直接相连，防止干扰。

电感L1、电容C6和电容C8的共同端接稳压隔离电源U3的电源正极输入端VIN+；电感L1的另一端接降压电路的输出端；电容C6的另一端、电容C8的另一端和稳压隔离电源U3的电源负极输入端VIN-均接机载电源的负极；稳压隔离电源U3的电源正极输出端VOUT+接电感L2和电容C7的共同端；稳压隔离电源U3的电源负极输出端VOUT-和电容C7的另一端均接所述被测电池的负极；电解电容C10的负极、电容C9的一端和电阻R14的一端均接所述被测电池的负极；电感L2的另一端、电解电容C10的正极、电容C9的另一端和电阻R14的另一端作为输出端接电压采样及隔离电路的模拟电源供电端。

参照图5：

电压采样及隔离电路用于采集被测电池的电压，电压采样及隔离电路包括电阻R1、电阻R6、电阻R10、电容C3和精密光学隔离电压传感器U5。精密光学隔离电压传感器U5的型号为ACPL-C87A-000E。

被测电池的正极PWR-IN依次串联电阻R1、电阻R6和电阻R10，电阻R10的两端并联电容C3；电阻R6、电阻R10和电容C3的共同端接精密光学隔离电压传感器U5的电压采集输入端VIN，电阻R10的另一端和电容C3的另一端均接所述被测电池的负极。精密光学隔离电压传感器U5的电压检测接地端SHDN、模拟电源接地端GND1均接所述被测电池的负极；精密光学隔离电压传感器U5的数字电源接地端GND2接机载电源的负极；精密光学隔离电压传感器U5的隔离检测输出正极VOUT+和隔离检测输出负极VOUT-均接电压信号放大电路；精密光学隔离电压传感器U5的数字电源供电端VDD2接滤波电路的输出端；精密光学隔离电压传感器U5的模拟电源供电端VDD1接稳压隔离电路的输出端。

由于被测电池的电压超过50V，直接入精密光学隔离电压传感器U5会烧坏内部电路，需要通过分压电阻R1、电阻R6和电阻R10选择不同的参数，取被测电池高电压的1/25输入到精密光学隔离电压传感器U5的电源输入端VIN，电压采样及隔离电路的输出电压就等于VOUT+减去VOUT-，得到的结果的就是需要采集计算的电压信号。

电压信号放大电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R13、电阻R15、电容C1、电容C5、电容C19和运算放大器U7。运算放大器U7的型号为OPA140。V-SIN是输出电压检测信号。

电阻R7的一端接精密光学隔离电压传感器U5的隔离检测输出正极VOUT+；电阻R7的另一端经所述电阻R11、电阻R13后接机载电源的负极；电阻R11和电阻R13两端并联所述电容C5；

电阻R7、电阻R11和电容C5的共同端接运算放大器U7的同相输入端；电阻R2与电阻R3串联后并联所述电容C1；电阻R8的一端接精密光学隔离电压传感器U5的隔离检测输出负极VOUT-；电阻R8、电阻R2和电容C1的共同端接运算放大器U7的反相输入端，电阻R3、电容C1和电阻R15的共同端接运算放大器U7的输出端；电阻R15和电容C19的共同端接电量计算单元的入口；运算放大器U7的电源正极接滤波电路；运算放大器U7的电源负极接机载电源的负极。

电压采样及隔离电路输出的电压信号比较小，不利于电量计算单元的检测计算，需要做进一步的放大处理。电压采样及隔离电路输出的VOUT+和VOUT-输入到运算放大器U7的同相输入端和反向输入端，再从输出端输出电压检测信号V-SIN，通过配置不同的反馈电阻参数，调整放大后电压检测信号V-SIN的幅值，使电压检测信号V-SIN在一个可接受的范围内。本实施例中，R2＝R11，R3＝R13，R7＝R8，放大倍数＝(R2+R3)/R8。

参照图6：

电流采样及隔离电路包括线性电流传感器U6和RC滤波电路；电流采样及隔离电路用于采集被测电池的电流。线性电流传感器U6的型号为ACS758。

所述电流传感器U6的电流输入端IP+接被测电池的正极PWR-IN；外部负载PWR-PAD的正极接电流输出端IP-，外部负载PWR-PAD的负极接被测电池的负极；电流传感器U6的电压输出端VOUT接RC滤波电路的输入端；RC滤波电路的输出端接电流信号放大电路；电流传感器U6的接地端GNG接机载电源的负极；电流传感器U6的电源正极VCC接滤波电路的输出端。

RC滤波电路包括串联设置的电阻R12和电容C4；电阻R12的一端接所述电流传感器U6的电压输出端VOUT，电阻R12和电容C4的共同端接所述电流信号放大电路；所述电容C4的另一端接所述被测电池的负极。

被测电池输出的电流经电流输入端IP+流入，从电流输出端IP-流出，当电流流过电流采样及隔离电路时，由于电流流动时会在周围产生磁场，而且磁场的强度和电流的大小呈正比，所以我们通过判断磁场的强度大小来判断电流的大小，再通过内部比较器输出电流值，再经过RC滤波电路，可以得到稳定的电流值。由于电磁的相互作用是隔离信号，因此电流采样及隔离电路同时具有隔离功能。

电流采样及隔离电路输出的电压信号比较小，不利于电量计算单元的检测和计算，需要做进一步的放大处理。通过配置不同的反馈电阻参数，调整放大后电压信号的幅值。

电流信号放大电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R9、电阻R16、电容C2、电容C20和运算放大器U2。

运算放大器U2的同相输入端接RC滤波电路的输出端；放大器U2的反相输入端接电阻R9、电阻R4和电容C12的共同端；电阻R9的另一端接机载电源的负极；电阻R4的另一端接电阻R5的一端；电阻R5和电容C2的共同端接电阻R16的一端；电阻R16和电容C20的共同端接电量计算单元的入口；电容C20的另一端和运算放大器U2的电源负极均接机载电源的负极；放大器U2的电源正极接滤波电路的输出端。

该纯电动无人机的电池电量检测装置中的电压采样及隔离电路、电压信号放大电路、电流采样及隔离电路和电流信号放大电路集成为一体，结构简单。

参照图1，一种纯电动无人机电池电量检测方法，步骤如下：

步骤1)外部电源电路对机载电源进行降压；

步骤2)电压采样及隔离电路采集减压后的电压信号并屏蔽干扰信号，输出干净的电压信号；

步骤3)电压信号放大电路提高所述步骤2中干净的电压信号的幅度，并将增幅后的电压信号输送给自动驾驶仪；

步骤4)电流采样及隔离电路采集减压后的电流信号并屏蔽干扰信号，输出稳定的电流信号；

步骤5)电流信号放大电路提高所述步骤2中稳定的电流信号的幅度，并将增幅后的电流信号输送给自动驾驶仪；

步骤6)自动驾驶仪将步骤3)中所述增幅后的电压信号转化为实时电压值并将步骤5)中所述增幅后的电流信号转化为实时电流值，并将所述实时电压值和所述实时电流值传输给显示器；

步骤7)自动驾驶仪根据实时电流值，通过积分算法计算已消耗的电量值，再根据已消耗的电量值得到的实时电量值，并将该值传输给显示器；

步骤8)显示器显示电池的实时电压值、实时电流值和实时电量值；

步骤9)操作员通过观察实时电量并参考实时电压值和实时电流值决定是否控制无人机做出相应的飞行动作。

Claims (5)

1.一种纯电动无人机的电池电量检测装置，其特征在于：

包括电压处理电路、电流处理电路、外部电源电路、电量计算单元和显示器；

所述外部电源电路为所述电压处理电路提供数字电源VCC1和模拟电源VCC2；所述外部电源电路为所述电流处理电路提供数字电源VCC1；

所述电压处理电路和所述电流处理电路的输入端均接被测电池的正极，所述电压处理电路和所述电流处理电路的输出端均接所述电量计算单元的入口；所述电量计算单元的出口接所述显示器；

所述电压处理电路包括串联设置的电压采样及隔离电路和电压信号放大电路；

所述电压采样及隔离电路用于采集被测电池的电压；所述电压采样及隔离电路包括电阻R1、电阻R6、电阻R10、电容C3和精密光学隔离电压传感器U5；

被测电池的正极PWR-IN依次串联所述电阻R1、电阻R6和电阻R10；所述电阻R10的两端并联所述电容C3；所述电阻R6、所述电阻R10和所述电容C3的共同端接所述精密光学隔离电压传感器U5的电压采集输入端VIN，所述电阻R10的另一端和所述电容C3的另一端均接所述被测电池的负极；所述精密光学隔离电压传感器U5的电压检测接地端SHDN、模拟电源接地端GND1均接所述被测电池的负极；所述精密光学隔离电压传感器U5的数字电源接地端GND2接机载电源的负极；所述精密光学隔离电压传感器U5的隔离检测输出正极VOUT+和隔离检测输出负极VOUT-均接所述电压信号放大电路；所述精密光学隔离电压传感器U5的数字电源供电端VDD2接滤波电路的输出端；所述精密光学隔离电压传感器U5的模拟电源供电端VDD1接稳压隔离电路的输出端；

所述电压信号放大电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R13、电阻R15、电容C1、电容C5、电容C19和运算放大器U7；所述电阻R7的一端接所述精密光学隔离电压传感器U5的隔离检测输出正极VOUT+；所述电阻R7的另一端经所述电阻R11、电阻R13后接机载电源的负极；所述电阻R11和电阻R13串联后并联所述电容C5；

所述电阻R7、所述电阻R11和所述电容C5的共同端接所述运算放大器U7的同相输入端；所述电阻R2与电阻R3串联后并联所述电容C1；所述电阻R8的一端接所述精密光学隔离电压传感器U5的隔离检测输出负极VOUT-；所述电阻R8、所述电阻R2和所述电容C1的共同端接所述运算放大器U7的反相输入端；所述电阻R3、所述电容C1和所述电阻R15的共同端接所述运算放大器U7的输出端；所述电阻R15和所述电容C19的共同端接所述电量计算单元的入口；所述运算放大器U7的电源正极接所述滤波电路；所述运算放大器U7的电源负极接机载电源的负极；

所述电流处理电路包括串联设置的电流采样及隔离电路和电流信号放大电路；

所述电流采样及隔离电路包括线性电流传感器U6和RC滤波电路；所述电流采样及隔离电路用于采集被测电池的电流；

所述电流传感器U6的电流输入端IP+接被测电池的正极PWR-IN；外部负载PWR-PAD的正极接电流输出端IP-，外部负载PWR-PAD的负极接被测电池的负极；所述电流传感器U6的电压输出端VOUT接所述RC滤波电路的输入端；所述RC滤波电路的输出端接所述电流信号放大电路；所述电流传感器U6的接地端GNG接机载电源的负极；所述电流传感器U6的电源正极VCC接所述滤波电路的输出端；

所述RC滤波电路包括串联设置的电阻R12和电容C4；所述电阻R12的一端接所述电流传感器U6的电压输出端VOUT，所述电阻R12和所述电容C4的共同端接所述电流信号放大电路；所述电容C4的另一端机载电源的负极；

所述电流信号放大电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R9、电阻R16、电容C2、电容C20和运算放大器U2；

所述运算放大器U2的同相输入端接所述RC滤波电路的输出端；所述放大器U2的反相输入端接所述电阻R9、所述电阻R4和所述电容C2的共同端；所述电阻R9的另一端接机载电源的负极；所述电阻R4的另一端接所述电阻R5的一端；所述电阻R5和所述电容C2的共同端接所述电阻R16的一端；所述电阻R16和所述电容C20的共同端接所述电量计算单元的入口；所述电容C20的另一端和所述运算放大器U2的电源负极均接机载电源的负极；所述放大器U2的电源正极接所述滤波电路的输出端。

2.根据权利要求1所述的纯电动无人机的电池电量检测装置，其特征在于：

所述外部电源电路包括降压电路、滤波电路和稳压隔离电路；所述降压电路的输出端分别接所述滤波电路和所述稳压隔离电路的输入端；所述滤波电路输出数字电源VCC1；所述稳压隔离电路输出模拟电源VCC2；

所述降压电路包括外部电源、低压差线性稳压芯片U1、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C18、电容C21和电解电容C13；

所述低压差线性稳压芯片U1的电源输入端VI、所述电容C18的一端和所述电解电容C13的正极均接机载电源的正极；所述电容C18的另一端和所述电解电容C13的负极均接机载电源的负极；所述低压差线性稳压芯片U1的输出电压设置端ADJ接电容C21、电阻R18和电阻R19的共同端；所述电容C21和电阻R19的另一端均接机载电源的负极；所述电阻R18的另一端接所述电阻R17的一端；所述电阻R17、所述低压差线性稳压芯片U1的输出端VO1和输出端VO2均与所述滤波电路和所述稳压隔离电路连接；

所述滤波电路包括电容C12、电解电容C11、电感L3、电容C14、电容C15、电容C16和电容C17；

所述电容C12的一端、电解电容C11的正极和所述电感L3的一端均接所述降压电路的输出端；所述电容C12的另一端和所述电解电容C11的负极均接机载电源的负极；所述电容C14、电容C15、电容C16和电容C17并联设置，所述电容C14、电容C15、电容C16和电容C17的共同端接机载电源的负极；所述电感L3、所述电容C14、电容C15、电容C16和电容C17的共同端作为输出端，分别为所述电压处理电路和所述电流处理电路提供数字电源VCC1；

所述稳压隔离电路包括稳压隔离电源U3、电感L1、电容C6、电容C8、电容C7、电感L2、电解电容C10、电容C9和电阻R14；

所述电感L1、电容C6和电容C8的共同端接所述稳压隔离电源U3的电源正极输入端VIN+；所述电感L1的另一端接所述降压电路的输出端；电容C6的另一端、电容C8的另一端和所述稳压隔离电源U3的电源负极输入端VIN-均接机载电源的负极；所述稳压隔离电源U3的电源正极输出端VOUT+接所述电感L2和所述电容C7的共同端；所述稳压隔离电源U3的电源负极输出端VOUT-和所述电容C7的另一端均接所述被测电池的负极；

所述电解电容C10的负极、所述电容C9的一端和所述电阻R14的一端均接所述被测电池的负极；所述电感L2的另一端、电解电容C10的正极、电容C9的另一端和电阻R14的另一端作为输出端接所述电压采样及隔离电路的模拟电源供电端。

3.根据权利要求2所述的纯电动无人机的电池电量检测装置，其特征在于：

所述精密光学隔离电压传感器U5的型号为ACPL-C87A-000E；所述线性电流传感器U6的型号为ACS758。

4.根据权利要求3所述的纯电动无人机的电池电量检测装置，其特征在于：所述显示器为松下加固笔记本CF-31。

5.一种基于权利要求1-4任一所述纯电动无人机的电池电量检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)外部电源电路对机载电源进行降压；

步骤2)电压采样及隔离电路采集减压后的电压信号并屏蔽干扰信号，输出干净的电压信号；

步骤3)电压信号放大电路提高所述步骤2)中干净的电压信号的幅度，并将增幅后的电压信号输送给电量计算单元；

步骤4)电流采样及隔离电路采集减压后的电流信号并屏蔽干扰信号，输出稳定的电流信号；

步骤5)电流信号放大电路提高所述步骤2)中稳定的电流信号的幅度，并将增幅后的电流信号输送给电量计算单元；

步骤6)电量计算单元将步骤3)中所述增幅后的电压信号转化为实时电压值并将步骤5)中所述增幅后的电流信号转化为实时电流值，并将所述实时电压值和所述实时电流值传输给显示器；

步骤7)电量计算单元根据实时电流值，通过积分算法计算已消耗的电量值，再根据已消耗的电量值得到的实时电量值，并将该值传输给显示器；

步骤8)显示器显示电池的实时电压值、实时电流值和实时电量值；

步骤9)操作员通过观察实时电量并参考实时电压值和实时电流值决定是否控制无人机做出相应的飞行动作。