CN110676523A - 一种无人机通用型锂电池组全寿命管理装置及其管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无人机通用型锂电池组全寿命管理装置及其电池管理方法。其中，所述管理装置包括电池槽，无人机电池管理模块，所述电池槽可拆卸安装于所述无人机电池管理模块，所述电池槽内安装由若干节卡扣式安装的单体锂电池构成的锂电池组，所述锂电池组通过控制开关连接电池槽正负极并实现各单体锂电池之间的串并联连接，解决了现有无人机电池兼容性差、电池管理模块与电池一体化的问题，能够实现电池、管理模块的独立拆装、换装。通过通信接口预设电池参数，提高管理模块的通用性，通过设置的存储芯片与时钟芯片，实现电池的完整寿命周期内的状态信息记录与保存。能够较好地预测电池SOC及SOH状态，提高飞行期间电池工作可靠性。

Description

一种无人机通用型锂电池组全寿命管理装置及其管理方法
技术领域
本发明属于电子技术领域，主要用于基于锂电池组作为动力的微小型多旋翼无人机系统，该发明装置及方法用于管理无人机锂电池组工作。
背景技术
现有技术中的无人机锂电池及其电池管理模块存在如下问题：
1.由于无人机产业，尤其是基于锂电池动力的微小型无人机(以下简称无人机)产业还处于发展初期，各厂家无人机的锂电池组动力系统类型千差万别，导致不同锂电池模组之间的兼容性较差，影响了无人机动力系统的进一步发展；以网上可以搜索到的多款品牌无人机电池组为例，如大疆、小米等品牌，其电池模块无法实现兼容使用；相对来说，车用锂电池组已经开始开展通用模块化模组应用；
2.当前对于无人机用锂电池组的电池管理模块通常采用与电池一体，不同厂家的电池管理模块接口不一致，且只能管理特定型号电池；从可以获得的多种型号无人机锂电池模块的结构组成分析，其电池管理模块与电池为一体化设计，无法在正常使用期间单独更换电池或者管理模块。
3.由于无人机电池管理模块与电池一体设计，在电池使用寿命到限报废时，电池管理模块也要一起报废，造成了成本及资源浪费；
4.目前，无人机电池管理模块对电池性能的监护、预测等主要是基于运行状态下的电池组电压、电流、温度等实时参数进行计算和分析；从已知信息中，没有发现无人机电池管理系统能够对非运行状态下信息进行记录，形成较完整的历史使用信息数据，并进行基于电池完整使用寿命周期的状态分析。由于没有历史使用状态完整记录，电池状态预测存在一定不足，无人机电池性能评估存在较大偏差，甚至造成飞行期间电池突然失效等现象。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是提供一种无人机通用型锂电池组全寿命管理装置及其电池管理方法，可解决如下技术问题：
1.本发明提供一种无人机通用型锂电池组全寿命管理装置，该装置能够管理符合规定型号的锂电池，如18650型；该装置能够支持3-6节电池的串并联接入；该装置可以根据需要自行换装锂电池，并选择连接模式；该装置解决了无人机电池管理模块与电池一体化的问题，能够实现电池、管理模块电路板的独立拆装、换装；
2.本发明的无人机通用型锂电池组全寿命管理装置包括通信接口，用作电池参数输入接口，可根据管理电池型号类型预设对应的电参量，如电压、电流限额、电池循环使用次数、使用寿命、静置状态参数等；有效实现电池管理模块的通用性；
3.本发明的无人机通用型锂电池组全寿命管理装置包括大容量片上掉电存储和时钟装置，通过该装置可以实现对所管理电池的完整寿命周期内的状态信息记录与保存；本发明的电池管理方法提供基于实时状态和历史状态两种方式的电池状态分析与管理方法；
4.本发明的电池管理方法包括对数据记录格式、数据记录方式、数据处理方法的改进，按照电池的不同运行状态实现对于电池状态的准确记录；
5.本发明提供的电池管理方法是一种基于历史状态信息的电池管理方法；该方法结合实时状态参数，能够较好地预测电池SOC及SOH状态。尤其是较好解决了无人机电池长时间静置情况下的电池状态分析问题，进而提高飞行期间电池工作可靠性。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种无人机通用型锂电池组全寿命管理装置，包括电池槽，无人机电池管理模块，
所述无人机电池管理模块包括电路板及外壳，
所述电路板上设置有插槽，
所述插槽包括电源口、通信接口、供电口，所述电源口与所述电池槽连接，所述通信接口、供电口设置在所述无人机电池管理模块尾部与外部连接进行通信、供电，
所述电池槽可拆卸安装于所述无人机电池管理模块的底部，
所述电池槽包括电池槽正极、电池槽负极，
所述电池槽正极、电池槽负极与所述电源口连接，
所述电池槽内安装有锂电池组，
所述锂电池组包括6节单体锂电池B1-B6，
所述单体锂电池卡扣式安装于所述电池槽中，
所述锂电池组通过开关K1-K13连接所述电池槽正极、电池槽负极并实现各所述单体锂电池之间的串并联连接，
其中，开关K1连接所述电池槽正极、B1电池正极，
开关K2连接所述电池槽正极、B2电池正极，
开关K3连接所述电池槽正极、B3电池正极，
开关K4连接所述B1电池负极、B4电池正极，
开关K5连接所述B2电池负极、B5电池正极，
开关K6连接所述B3电池负极、B6电池正极，
开关K7连接所述B4电池负极、电池槽负极，
开关K8连接所述B5电池负极、电池槽负极，
开关K9连接所述B6电池负极、电池槽负极，
开关K10连接所述B1电池负极、B2电池正极，
开关K11连接所述B2电池负极、B3电池正极，
开关K12连接所述B4电池负极、B5电池正极，
开关K13连接所述B5电池负极、B6电池正极，
所述电路板设置有电池管理系统，所述电池管理系统包括MCU、Flash存储芯片与时钟芯片电路，所述MCU与所述Flash存储芯片与所述时钟芯片电路连接，所述时钟芯片电路与所述通信接口连接。
进一步地，所述单体锂电池为18650锂电池。
进一步地，所述单体锂电池数目为6个。
进一步地，所述电池槽采用卡扣式可拆卸安装于所述无人机电池管理模块的底部。
进一步地，所述开关采用机械按钮控制，所述机械按钮设置在所述电池槽的底部。
进一步地，所述Flash存储芯片容量为4MB。
此外，本发明还提供了一种用于所述的无人机通用型锂电池组全寿命管理装置的电池管理方法，包括如下步骤：
A：通过所述通信接口中的串口对所述Flash存储芯片、时钟芯片进行预设电池参数的设置和读取，其中，对所述时钟芯片进行日期、时间的设置，所述时钟芯片对设置的日期时间自主维护更新；
B：所述无人机电池管理模块通过所述Flash存储芯片与所述时钟芯片结合采集存储电池状态信息数据，其中，在运行态进行高频率的数据存储，在非运行态进行低频率的数据存储；
C：对步骤B中存储的电池状态信息数据进行处理，在运行态进行实时数据分析和对电池历史状态表进行读取对电池实时运行状态进行计算，结合历史状态，进行电池综合状态分析计算，提供电池状态信息；在非运行态遍历非运行态数据，进行数据压缩，对运行态和非运行态数据进行综合分析，填写电池状态表；
D：所述无人机电池管理模块对所述锂电池组实时记录数据的分析，计算出所述锂电池组的SOC和SOH信息，利用对历史记录数据的SOH评估，进一步修正SOC的计算，所述分析结合实时状态信息，得到电池综合性能评估表；
E：所述无人机电池管理模块对外输出所述锂电池组的SOC、锂电池组SOH、锂电池组运行态实时参数、非运行态电池状态统计信息、电池综合性能评估表。
进一步地，在所述步骤A中的预设电池参数还包括所述锂电池组的电池型号、电压、电流、温度、电池充放电循环次数、使用寿命、时间、内阻；在所述步骤B中所述电池状态信息数据包括系统时间、电压、电流、温度。
进一步地，在所述步骤C中的所述处理还包括在非运行态根据需要，由所述无人机电池管理模块的接口命令下发清理操作，清除所述Flash存储芯片保存的电池状态数据。
进一步地，在所述步骤E中，所述锂电池组运行态实时参数包括电压、电流、温度、循环次数、剩余寿命，所述非运行态电池状态统计信息包括最近一次静置时间长度、静置期间电压、电流温度统计信息。
(三)有益效果
本发明具有如下有益的技术效果：
1.本发明的一种无人机通用型锂电池组全寿命管理装置可以使用普通18650锂电池的电池管理模块架构，便于无人机电池及管理模块的更换，极大降低无人机电池的使用成本。该使用成本包括购买成本和置换成本：目前的无人机电池由于兼容性较差，不同型号无人机所使用的电池往往是专一型号，生产成本高，售价高；无人机电池一般可以支持20分钟左右的连续飞行，无人机操作期间需要准备一定数量的备用电池进行更换，18650电池成本低，价格便宜，能够在同等情况降低应用成本；上述装置在同等机械装置原理下，可以设计为支持片状电池组的结构形式；
2.本发明的一种无人机通用型锂电池组全寿命管理装置及其电池管理方法可以进行电池参数预设，进而能够更好支持对电池的状态监测和状态预测。能够在更换电池后，针对不同电池设置对应的参数，提高了电池管理的有效性和准确性。
3.本发明的一种无人机通用型锂电池组全寿命管理装置及其电池管理方法提供了对电池全寿命周期状态信息的完整记录，对所记录的数据提供了多种处理方法，包括清理、压缩和分析。完整的数据记录和对应的处理(分析)手段确保了电池性能的准确记录和数据的有效处理。
4.本发明的一种无人机通用型锂电池组全寿命管理装置及其电池管理方法提供了一种能够对电池全寿命的检测方法，涵盖了电池静置下的状态检测，以及对电池历史状态完整保存，可以较准确分析出电池的真实状态。也能够降低因为电池状态监测不准确造成的无人机飞行期间因为电池动力异常而造成的摔机事故。
附图说明
图1是本发明一实施方式中的无人机通用型锂电池组全寿命管理装置结构示意图；
图2是本发明一实施方式中的电池槽中电池的电极及串并联原理示意图；
图3是本发明一实施方式中的电池管理系统电路框图；
图4是本发明一实施方式中的电池非运行态的数据压缩流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
请参见图1至图4，本发明的实施方式提供一种无人机通用型锂电池组全寿命管理装置及其电池管理方法。下面，根据其解决的技术问题分别对本发明的具体实施方式作具体描述。
1.无人机通用型锂电池组全寿命管理装置的电池装配
如图1所示，无人机通用型锂电池组全寿命管理装置1，包括电池槽3，无人机电池管理模块2，所述无人机电池管理模块2包括电路板及外壳，所述电路板上设置有插槽，所述插槽包括电源口、通信接口及供电口4，所述电源口与所述电池槽3连接，实现无人机电池管理模块2对电池的状态监测，所述通信接口及供电口4设置在所述无人机电池管理模块尾部与外部连接进行通信、供电。
所述电池槽3可拆卸安装于所述无人机电池管理模块2的底部。具体地，所述电池槽3采用卡扣式可拆卸安装于所述无人机电池管理模块2的底部。所述无人机电池管理模块2与所述电池槽3组合后，可以作为整体插入到无人机对应部位，用于提供无人机动力电源及电源管理信息。
如图2所示，所述电池槽3包括电池槽正极、电池槽负极，所述电池槽正极、电池槽负极与所述电源口连接。
所述电池槽3内安装有锂电池组，所述锂电池组包括最多6节柱状18650锂电池B1-B6，也可根据需要选择少于6节18650锂电池，所述18650锂电池卡扣式安装于所述电池槽中，由所述无人机电池管理模块2底部装入。所述锂电池组通过开关K1-K13连接所述电池槽正极、电池槽负极并实现各所述节18650锂电池之间的串并联连接。该管理装置1最多支持总电压为12V左右电池组。图2中的正极、负极指示是代表该电池槽对外的电池接口电池槽正极、电池槽负极。图2中的电池排列与图1中的电池槽内电池排列顺序一致。
切换开关与电池的连接脚关系如表1所示。其中，开关K1连接所述电池槽正极、B1电池正极，开关K2连接所述电池槽正极、B2电池正极，开关K3连接所述电池槽正极、B3电池正极，开关K4连接所述B1电池负极、B4电池正极，开关K5连接所述B2电池负极、B5电池正极，开关K6连接所述B3电池负极、B6电池正极，开关K7连接所述B4电池负极、电池槽负极，开关K8连接所述B5电池负极、电池槽负极，开关K9连接所述B6电池负极、电池槽负极，开关K10连接所述B1电池负极、B2电池正极，开关K11连接所述B2电池负极、B3电池正极，开关K12连接所述B4电池负极、B5电池正极，开关K13连接所述B5电池负极、B6电池正极。
表1 K1-K13切换开关连接脚关系
Figure BDA0002225368040000061
Figure BDA0002225368040000071
所述开关采用机械按钮控制，所述机械按钮设置在所述电池槽的底部。也可以选择其他可导电连接端子形式替换上述机械按钮作为开关。通过上述开关实现手动选择串并联方式。方式选择组合如表2所示(列举部分组合说明)。
表2电池槽串并联组合举例
Figure BDA0002225368040000072
2.无人机通用型锂电池组全寿命管理装置的电池参数设置及读取
电池装入电池槽，并设置好串并联方式，再将电池槽与无人机电池管理模块组装后，电池管理模块已经自动上电工作，且处于低功耗工作模式。在将该组合模块插装到无人机机体之前，可通过电池管理模块的通信接口(如图1中的通信接口及供电口4)中串口进行电池参数的设置和读取。
该电池管理模块的电池参数设置/读取功能能够提供对电池组的电压、电流、温度、电池充放电循环次数、使用寿命、时间等参数进行设置和读取，以及对电池组实时状态参数的获取。
通过串口通信协议以及一套命令字设置协议，能够实现对电池管理模块的电池参数预置。串口通信以(9600,8,n,1)规则进行连接，并使用表3的命令表进行设置和读取。
表3电池参数设置和读取命令表
Figure BDA0002225368040000081
3.无人机通用型锂电池组全寿命管理装置的电池全寿命状态数据存储及处理3.1存储及时钟电路
所述无人机电池管理模块的电路板设置有电池管理系统，如图3所示，所述电池管理系统包括MCU、Flash存储芯片与时钟芯片电路，所述MCU与所述Flash存储芯片与所述时钟芯片电路连接，所述时钟芯片电路与所述通信接口连接。装置中的电池管理模块有Flash存储芯片与时钟芯片电路，装置中的其他电路组成与常规电池管理模式电路原理一致。存储芯片可提供4MB的存储空间，与时钟芯片结合，通过存储电池组的电压、电流、温度、时间等信息，实现对电池全寿命状态的信息记录。
时钟芯片可通过模块的通信接口进行日期、时间的设置，设置的日期时间将由时钟芯片自主维护更新。
图3中FLASH存储芯片选择4MB大小可以实现对无人机电池的全寿命周期的状态信息记录。这里的全寿命是指装入电池后，预设了电池参数并开始工作，直至该电池达到使用寿命。在全寿命期间，FLASH存储芯片能够实现对电池状态信息数据的完整保存。
图3中CLOCK时钟芯片能够完成日期、时间的设置，能够实现系统断电下的时间更新。
图3中仅列出本发明对现有技术作出改进的电路部分(FLASH存储芯片、CLOCK时钟芯片)，传统电池管理模块的其他电路部分不再表述。
电池状态信息数据自电池管理模块工作后自动开始存储。存储的数据包括系统时间、电压、电流、温度等直接参数。
表4中列出FLASH存储器件存储空间计算。其中，将电池分为运行态和非运行态，运行态是指电池大电流流出状态(工作放电)或者大电流流入状态(充电)；非运行态是指电池静置没有大电流流入或者流出状态。根据电池在运行态或非运行态，设置了不同的状态数据存储方案。运行状态的放电模式，将进行较高频率(6次/分钟)采样数据并存储；运行状态的充电模式，将按照1次/分钟进行采样数据并存储；非运行态将按照低频率(1次/5分钟)的速度采样数据并存储。
表4中对电池的使用寿命、循环次数、放电时间、充电时间进行了预估算，其中，使用寿命定为1000天，循环次数定为1000次，放电时间定为20分钟，充电时间定为2小时。上设定是为了充分评估所采用的的FLASH空间大小。
根据表4的计算，本发明选择4MB的FLASH存储空间。在电池管理模块工作期间，将采用数据压缩等策略，降低非运行状态的数据存储。
表4电池信息数据存储规则
Figure BDA0002225368040000091
Figure BDA0002225368040000101
3.2存储数据处理
所存储的电池状态数据将被电池管理模块定期进行原始数据的处理，处理方式有三种，清理、压缩、分析，如表5所示。
表5中“清理”处理方式将清除所保存的电池状态数据，FLASH存储空间被标识为无状态数据。“清理”处理方式用于新装电池时操作。
表5中“压缩”处理方式是针对非运行状态的电池状态数据，用于释放更多储存空间。压缩处理的流程如图4所示。
表5电池状态数据处理方式表
Figure BDA0002225368040000111
图4中压缩数据判断方法目的是将连续超过1个小时及以上的非运行态缓慢变化状态进行压缩，以电池静置一天为例。正常静置期间，电池电压、电流、温度变化量较小，每一小时需要记录的数据量为8×12＝96字节，一天24小时的记录数据为96×24＝2304字节。由于电池静置时间相对于运行时间长很多，且数据变化缓慢，采取必要的压缩处理，能够在不影响状态分析的情况下，节省必要的存储空间，进而降低产品成本。
图4中所描述的压缩判断标准是基于电池及其工作环境直接测量参数设计，5％以内的变化量可以满足后续的状态分析。如，温度参量从26℃变化±5％，等效于±1℃变化；电压参量从12V变化±5％，等效于﹢0.5V变化；同时，非运行态的电流量较小，对5％的变化范围敏感度更低。
图4中所描述的压缩流程，在压缩结束后，保存的数据从时间A到时间B之间删除一段时间点数据，在后续的数据分析期间，将根据数据的第八字节“电池状态”来推导从A到B之间实施了数据压缩策略。
本发明中对数据的定期处理是指电池管理模块根据电池运行状态，设定确定时间的处理机制，包括：
A在运行态
电池管理模块主要完成工作①数据采样、存储；②实时数据分析和对电池历史状态表的读取；③电池实时运行状态计算；④结合历史状态，进行电池综合状态分析计算；⑤提供电池状态信息。
在运行态下，电池管理模块不对保存非运行态数据进行压缩处理，不接受数据清理操作，也不进行保存数据的完整数分析。
B在非运行态
非运行态下，无人机系统都处于非飞行状态，电池管理模块没有较大工作负荷，可以开展电池保存数据的处理工作，包括：①接受清理命令；②遍历非运行态数据，进行数据压缩；③对运行态和非运行态数据进行综合分析，填写电池状态表。
4.无人机通用型锂电池组全寿命管理装置的电池状态评估
4.1电池当前状态评估
本发明对电池运行态的实施状态评估采用传统的电量累积法计算电池实时SOC，采用电池内阻与温度综合评估电池SOH。其中，公式(1)、(2)为电池实时SOC计算。
f(Vrt，irt，SOCh，SOCser)＝SOCrt (1)
式一中：vrt，irt表示电池组实时电压和电流；SOCh表示历史剩余电量；SOCset表示预设电池电量；SOCrt表示当前实时剩余电量；vrt参量不参加SOC直接计算，仅用于SOC计算的条件判断。
SOCh-∑(irt×ti)＝5OCrt (2)
式二中：ti表示采样时间间隔12秒。
式二中：SOCh等于SOCset，在电池初识状态下，及t＝0时。
本发明中的实时SOC计算在vrt判断条件满足下开展，vrt判断条件是电池组电压高于设定电压80％时。例，电池组设定电压为12V，则判断条件是电池组运行期间的电压不低于9.6V。
本发明将vrt作为SOC计算判断条件，可以大幅提高电池性能检测可靠性。
本发明中的SOH评估方法为：测定电池组相关参数，计算SOC，通过判断vrt和温度、SOC，获取SOH状态，并将SOH状态分成①正常、②欠压、③高温区、④低温区、⑤电量耗尽区、⑥高内阻。
本发明中的SOH状态分类具体内容如表6所示。
表6 SOH状态列表
Figure BDA0002225368040000131
表6中列举了针对运行态实时SOH状态分类，并说明了分类的含义。该SOH用于提供电池的性能状态指示。
4.2电池综合状态评估
本发明采用一种结合电池历史状态和实时状态的电池综合状态评估方案，该方案以SOH历史信息为基础，对SOC历史剩余电量进行修正，并基于修正后的SOC计算实时SOC。同时，结合SOH，给出电池综合状态评估结果。
本发明将SOH状态分成四级，如表7所示。每一级对应一个不同的系数，该系数用于修正历史SOC。
表7四级SOH状态
Figure BDA0002225368040000132
Figure BDA0002225368040000141
表7中每一级的定义需要进行指标量化，该量化设计不在本发明中体现。
表7中的四级SOH状态是以历史SOH为参考，根据该四级状态，设置了对历史SOC的修正处理。以修正后的SOC构建新的SOC评估公式，如公式(3)所示。
SOCh×δ-∑(irt×ti)＝SOCrt (3)
公式(3)中，当SOCrt计算为小于0或处于深度耗尽区时(是由于δ系数导致，实际电量还有)，即可认为电池放电结束。
本发明通过对SOH的评估，对SOCh进行修正，进而能够将电池历史状态引入到SOC的计算，提高了电池综合状态评估的准确性。
4.4电池状态评估结果输出
电池管理模块通过对电池组实时记录数据的分析，计算出电池组的SOC和SOH信息；通过对历史记录数据的分析，结合实时状态信息，获取电池综合性能评估；
本发明对无人机的电池状态输出接口提供两类信息：一类是电池实时参数、SOC和SOH等信息和非运行态期间的电池状态统计；一类是电池使用推荐方案；
本发明中，对于提供的第一类信息，包括：①实时参数：电压、电流、温度、循环次数、剩余寿命；②分析结果：SOC和SOH；③非运行态电池状态统计，包括：最近一次静置时间长度、静置期间电压、电流、温度统计信息。
本发明中，对于提供的第二类信息是综合性信息，提供电池组的建议使用方案，包括：①如在运行状态下，根据SOC和SOH，提供推荐使用方案；②如在静置状态下，提供推荐的电池电量状态(SOC)；③根据电池历史使用信息，提供对电池综合性能评估表。
本发明中，所提供的接口信息均通过电池管理模块的串口提供，以被动查询方式提供信息。查询命令字及相关数据结构如表8所示。
表8电池状态信息命令字表
Figure BDA0002225368040000151
表8中所提到的命令字返回信息的数据结构不在本发明中表述。
表8中所提到的命令字可以在运行态或者非运行态执行。
综上，本发明还提供了一种用于所述的无人机通用型锂电池组全寿命管理装置的电池管理方法，包括如下步骤：
A：通过所述通信接口中的串口对所述Flash存储芯片、时钟芯片进行预设电池参数的设置和读取，其中，对所述时钟芯片进行日期、时间的设置，所述时钟芯片对设置的日期时间自主维护更新；
B：所述无人机电池管理模块通过所述Flash存储芯片与所述时钟芯片结合采集存储电池状态信息数据，其中，在运行态进行高频率的数据存储，在非运行态进行低频率的数据存储；
C：对步骤B中存储的电池状态信息数据进行处理，在运行态进行实时数据分析和对电池历史状态表进行读取对电池实时运行状态进行计算，结合历史状态，进行电池综合状态分析计算，提供电池状态信息；在非运行态遍历非运行态数据，进行数据压缩，对运行态和非运行态数据进行综合分析，填写电池状态表；
D：所述无人机电池管理模块对所述锂电池组实时记录数据的分析，计算出所述锂电池组的SOC和SOH信息，利用对历史记录数据的SOH评估，进一步修正SOC的计算，所述分析结合实时状态信息，得到电池综合性能评估表；
E：所述无人机电池管理模块对外输出所述锂电池组的SOC、锂电池组SOH、锂电池组运行态实时参数、非运行态电池状态统计信息、电池综合性能评估表。
进一步地，在所述步骤A中的预设电池参数还包括所述锂电池组的电池型号、电压、电流、温度、电池充放电循环次数、使用寿命、时间、内阻；在所述步骤B中所述电池状态信息数据包括系统时间、电压、电流、温度。
进一步地，在所述步骤C中的所述处理还包括在非运行态根据需要，由所述无人机电池管理模块的接口命令下发清理操作，清除所述Flash存储芯片保存的电池状态数据。
进一步地，在所述步骤E中，所述锂电池组运行态实时参数包括电压、电流、温度、循环次数、剩余寿命，所述非运行态电池状态统计信息包括最近一次静置时间长度、静置期间电压、电流温度统计信息。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种无人机通用型锂电池组全寿命管理装置，其特征在于，
包括电池槽，无人机电池管理模块，
所述无人机电池管理模块包括电路板及外壳，
所述电路板上设置有插槽，
所述插槽包括电源口、通信接口、供电口，所述电源口与所述电池槽连接，所述通信接口、供电口设置在所述无人机电池管理模块尾部与外部连接进行通信、供电，
所述电池槽可拆卸安装于所述无人机电池管理模块的底部，
所述电池槽包括电池槽正极、电池槽负极，
所述电池槽正极、电池槽负极与所述电源口连接，
所述电池槽内安装有锂电池组，
所述锂电池组包括6节单体锂电池B1-B6，
所述单体锂电池卡扣式安装于所述电池槽中，
所述锂电池组通过开关K1-K13连接所述电池槽正极、电池槽负极并实现各所述单体锂电池之间的串并联连接，
其中，开关K1连接所述电池槽正极、B1电池正极，
开关K2连接所述电池槽正极、B2电池正极，
开关K3连接所述电池槽正极、B3电池正极，
开关K4连接所述B1电池负极、B4电池正极，
开关K5连接所述B2电池负极、B5电池正极，
开关K6连接所述B3电池负极、B6电池正极，
开关K7连接所述B4电池负极、电池槽负极，
开关K8连接所述B5电池负极、电池槽负极，
开关K9连接所述B6电池负极、电池槽负极，
开关K10连接所述B1电池负极、B2电池正极，
开关K11连接所述B2电池负极、B3电池正极，
开关K12连接所述B4电池负极、B5电池正极，
开关K13连接所述B5电池负极、B6电池正极，
所述电路板设置有电池管理系统，所述电池管理系统包括MCU、Flash存储芯片与时钟芯片电路，所述MCU与所述Flash存储芯片与所述时钟芯片电路连接，所述时钟芯片电路与所述通信接口连接。
2.根据权利要求1所述的无人机通用型锂电池组全寿命管理装置，其特征在于，所述单体锂电池为18650锂电池。
3.根据权利要求1或2所述的无人机通用型锂电池组全寿命管理装置，其特征在于，所述单体锂电池数目为6个。
4.根据权利要求1所述的无人机通用型锂电池组全寿命管理装置，其特征在于，所述电池槽采用卡扣式可拆卸安装于所述无人机电池管理模块的底部。
5.根据权利要求1-2、4任一项所述的无人机通用型锂电池组全寿命管理装置，其特征在于，所述开关采用机械按钮控制，所述机械按钮设置在所述电池槽的底部。
6.根据权利要求1-2、4任一项所述的无人机通用型锂电池组全寿命管理装置，其特征在于，所述Flash存储芯片容量为4MB。
7.一种用于权利要求1所述的无人机通用型锂电池组全寿命管理装置的电池管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
A：通过所述通信接口中的串口对所述Flash存储芯片、时钟芯片进行预设电池参数的设置和读取，其中，对所述时钟芯片进行日期、时间的设置，所述时钟芯片对设置的日期时间自主维护更新；
B：所述无人机电池管理模块通过所述Flash存储芯片与所述时钟芯片结合采集存储电池状态信息数据，其中，在运行态进行高频率的数据存储，在非运行态进行低频率的数据存储；
C：对步骤B中存储的电池状态信息数据进行处理，在运行态进行实时数据分析和对电池历史状态表进行读取对电池实时运行状态进行计算，结合历史状态，进行电池综合状态分析计算，提供电池状态信息；在非运行态遍历非运行态数据，进行数据压缩，对运行态和非运行态数据进行综合分析，填写电池状态表；
D：所述无人机电池管理模块对所述锂电池组实时记录数据的分析，计算出所述锂电池组的SOC和SOH信息，利用对历史记录数据的SOH评估，进一步修正SOC的计算，所述分析结合实时状态信息，得到电池综合性能评估表；
E：所述无人机电池管理模块对外输出所述锂电池组的SOC、锂电池组SOH、锂电池组运行态实时参数、非运行态电池状态统计信息、电池综合性能评估表。
8.根据权利要求7所述的电池管理方法，其特征在于，在所述步骤A中的预设电池参数还包括所述锂电池组的电池型号、电压、电流、温度、电池充放电循环次数、使用寿命、时间、内阻；在所述步骤B中所述电池状态信息数据包括系统时间、电压、电流、温度。
9.根据权利要求7所述的电池管理方法，其特征在于，在所述步骤C中的所述处理还包括在非运行态根据需要，由所述无人机电池管理模块的接口命令下发清理操作，清除所述Flash存储芯片保存的电池状态数据。
10.根据权利要求7所述的电池管理方法，其特征在于，在所述步骤E中，所述锂电池组运行态实时参数包括电压、电流、温度、循环次数、剩余寿命，所述非运行态电池状态统计信息包括最近一次静置时间长度、静置期间电压、电流温度统计信息。
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