CN113555936B - 一种无人机锂电池单电池智能管理电路及mcu控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人机锂电池单电池智能管理电路及MCU控制器，包括：用于检测单体电池电压信号的电池检测单元；用于控制单体电池至负载电路路径开断的开关机按键控制单元；用于控制单体电池的泄压支路A开断的过压平衡管理单元；用于控制单体电池的泄压支路B开断的电芯平衡管理单元；还包括：MCU控制器：所述MCU控制器用于接收电池检测单元采集的单体电池电压信号、开关机按键控制单元的按键信号；所述MCU控制器还用于根据接收的电压信号、按键信号判断电池的状态并发出相应的控制指令。MCU控制单元承担着数据集中分析处理的作用，通过控制平衡管理单元来控制单体电池泄压路径的开关。本系统结构相对简单，可适用于各种类型的无人机中使用。

Description

一种无人机锂电池单电池智能管理电路及MCU控制器
技术领域
本发明涉及电池管理领域，具体涉及一种无人机锂电池单电池智能管理电路及MCU控制器。
背景技术
无人机电池管理系统(BMS)，是指如何将电源有效分配给系统的不同组件。电源管理对于依赖电池电源的移动式设备至关重要。通过降低组件闲置时的能耗，优秀的电源管理系统能够将电池寿命延长两倍或三倍。无人机用电池组通常由电池串联组成，以满足电动汽车对动力电源的电压和功率的需求。电池的制作工艺、散热条件以及使用过程中老化程度的不同，会导致电池性能的不一致，从而导致串联的电池组电压不均衡。为了确保串联电池组的使用安全，提高其使用寿命，需要实时对每节电池的电压、电流、温度等信息进行实时检测监控，并在电池电压不均衡时对电池均衡，防止电池过充、过放和过温。无人机行业电池智能管理一直处于不成熟阶段，使用充电器对电池进行智能管理。目前大疆在单体电池智能管理方面做得比较有特点，在电池端做了部分智能管理单元，但是整个电池的保养与维护必须结合其所配备的智能充电器。现有无人机厂家基本采用的单体裸电池方案，大多是通过单一电池平衡路径进行管理，无法客观反应电池能量的真实情况，也没有从本质上改善单体电池间容量的差异，无法有效地提高电池组的可用容量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机锂电池单电池智能管理电路及MCU控制器，MCU控制器通过对电池两种状态的判定，控制过压平衡管理单元与电芯平衡管理单元的双泄压路径实现对单体电池充电状态与静置状态的电池管理，用以解决现有电池管理只能通过判断单体电池的SOC值进行单一路径的电池充放电过程管理问题。
一种无人机锂电池单电池智能管理电路，包括：
用于检测单体电池电压信号的电池检测单元；
用于控制单体电池至负载电路路径开断的开关机按键控制单元；
用于控制单体电池的泄压支路A开断的过压平衡管理单元；
用于控制单体电池的泄压支路B开断的电芯平衡管理单元；
还包括：MCU控制器：所述MCU控制器用于接收电池检测单元采集的单体电池电压信号、开关机按键控制单元采集的按键信号；
所述MCU控制器用于当单体电池电压信号处于持续升高状态，则判定单体电池处于充电状态，当单体电池处于充电状态且单体电池电压信号超过第一阈值时，MCU控制器发出第一控制指令至过压平衡管理单元；过压平衡管理单元接收第一控制指令后，控制单体电池的泄压支路A开启；
所述MCU控制器用于当按键信号处于关断状态时，则判定单体电池处于静置状态，当单体电池处于静置状态且单体电池电压信号超过第二阈值时，MCU控制器发出第二控制指令至电芯平衡管理单元；电芯平衡管理单元接收第二控制指令后，控制单体电池的泄压支路B开启；
所述MCU控制器用于当按键信号处于开启状态时，则判定单体电池处于负载供电状态，当单体电池处于负载供电状态时，MCU控制器发出第三控制指令至开关机按键控制单元；开关机按键控制单元接收第三控制指令后，控制单体电池至负载电路路径导通。
在现有的电池平衡管理中，大多是控制器根据各个单体电池的SOC值判断所需要均衡的单体电池，并发出开关控制指令到开关驱动器，所述开关驱动器根据开关控制指令对开关单元进行控制以实现对所需要均衡的单体电池进行均衡操作。这种电池均衡方案忽略了电池的工作状态的判定，且基于单一路径的电池平衡无法客观反应电池能量的真实情况，也没有从本质上改善单体电池间容量的差异，无法有效地提高电池组的可用容量。
本发明提出的无人机智能电池管理系统通过对单体电池充电状态与静置状态的双状态判定，进行双逻辑控制，从而实现双泄压路径(包括过压平衡管理单元的泄压支路A、包括电芯平衡管理单元的泄压支路B)的管理。判断是否处于充电状态，MCU控制器通过对接收的电压信号与存储的前若干次接收的电压信号进行分析对比，从而有效地确定电池的充电状态，避免了因为单体电池异常造成的状态误判；判断是否处于静置状态，MCU控制器通过对接收的按键信号进行分析判断，从而较少了异常电压信号的影响，有效地确定电池的静置状态。MCU控制器通过准确的双状态判定与双路径控制，从而对单体电池进行有效的维护。
所述过压平衡管理单元为双通道栅极驱动控制电路，所述双通道栅极驱动控制电路包括两个半桥结构连接的上臂桥MOS管Q2、下臂桥MOS管Q3和栅极驱动器，上臂桥MOS管Q2栅极通过电阻R13连接至栅极驱动器的高边驱动器输出引脚，Q2漏极连接电源电压，Q2源极连接负载，下臂桥MOS管Q3栅极通过电阻R17连接至栅极驱动器的低边驱动器输出引脚，Q3漏极连接负载，Q3源极接地，所述栅极驱动器的高边逻辑输入、低边逻辑输入分别连接MCU控制器，用于接收第一控制指令，所述第一控制指令为双通道互补控制指令,Q2、Q3不能同时导通。
所述电芯平衡管理单元为放电控制电路，所述放电控制电路为一个P-MOS管、一个N-MOS管组成的开关电路，所述N-MOS管栅极连接第二控制指令，N-MOS管漏极连接P-MOS管栅极，N-MOS管源极接地，所述P-MOS管源极与漏极分别连接单体电池正负极，所述N-MOS管漏极与P-MOS管源极之间还连接有电阻R20，所述P-MOS管漏极还通过放电电阻与地连接。
所述栅极驱动器为UCC27712芯片，用于驱动功率器件Q2、Q3的开关，将所述UCC27712芯片HB引脚通过电容器将此引脚旁路至HS以维持自举电路操作，COM引脚接地，VDD引脚连接至12V电压，并通过C10、C11将此引脚旁路至COM。
所述MCU控制器还挂载有OLED显示模块，MCU控制器接收电池检测单元采集的单体电池电压信号，并通过SPI通信发送至OLED显示模块进行实时显示，所述电池检测单元采用ISL78600芯片。
所述MCU控制器还挂载有电量库仑计采样单元，所述电量库仑计采样单元与串联连接在所述单体电池依次串联形成的电池模组与开关机按键控制单元之间的采样电阻Rsense连接，采集所述电池模组的电压信号并通过IIC通信向MCU控制器输出电池模组的电压信号，所述MCU控制器用于接收电量库仑计采样单元的电池模组的电压信号，通过预设的电压信号对电池模组循环次数调整的算法,输出电池模组循环次数与电池模组实际电量并进行判定，当MCU控制器判定当前循环次数大于预设循环次数时，MCU控制器发出第四控制指令至开关机按键控制单元，开关机按键控制单元接收第四控制指令后，控制单体电池至负载电路路径关断。
所述MCU控制器还挂载有OLED显示模块，MCU控制器将电池模组循环次数与电池模组实际电量通过SPI通信发送至OLED显示模块进行实时显示，MCU控制器判定当前循环次数等于预设循环次数时，MCU控制器通过OLED显示模块显示报警信息，所述电量库仑计采样单元采用LTC2944芯片，采集所述电池模组的电压信号。
所述MCU控制器还连接有温度采集单元，所述MCU控制器用于接收温度采集单元的电池模组温度信号，并通过SPI通信发送至OLED显示模块进行实时显示，所述温度采集单元为设置于所述单体电池依次串联形成的电池模组内的温度传感器、与ISL78600芯片温度输入引脚连接的NTC热敏电阻电路或LTC2944芯片内置的温度传感器。
所述无人机锂电池单电池智能管理电路还包括电源管理模块，所述电源管理模块采用TPS54360b芯片实现12V稳定电压源输出，电源管理模块采用MIC5219-33芯片实现3.3V稳定电压源输出。
一种MCU控制器，其特征在于，包括：
一个或多个存储器，
一个或多个处理器，
多个模块，所述模块存储在存储器中并被处理器执行，模块包括：
电压接收模块：用于接收电池检测单元采集的单体电池电压信号；
按键信号接收模块：用于接收开关机按键控制单元的按键信号；
判定模块：
用于当单体电池电压信号处于持续升高状态，则判定单体电池处于充电状态，当单体电池处于充电状态且单体电池电压信号超过第一阈值时，发出第一控制指令至过压平衡管理单元；
用于当按键信号处于关断状态时，则判定单体电池处于静置状态，当单体电池处于静置状态且单体电池电压信号超过第二阈值时，发出第二控制指令至电芯平衡管理单元；
用于当按键信号处于开启状态时，则判定单体电池处于负载供电状态，当单体电池处于负载供电状态时，发出第三控制指令至开关机按键控制单元。
所述电源管理模块对用于对电池电压进行DC-DC降压和隔离，分别输出稳定的工作电压至OLED显示模块、MCU控制器、过压平衡管理单元与电芯平衡管理单元。
通过每个单体电池配置一个放电控制电路，所述放电控制电路与所述电池并联连接，对单体电池进行被动能耗式均衡，虽然增加了能量的消耗，但是能准确、有效的保护电池，当某一单体电池电压超过设定的阈值时，MCU控制单元启动放电控制电路，经逻辑门电路输出控制信号驱动相应的MOS管导通，使该电池电压维持在设定阈值范围内，防止电池过充。
所述电池的数量不大于12个，不小于2个，所述电池为单体锂电池，多个电池串联组成电池模组。所述双通道栅极驱动控制电路的数量与单体电池的数量相互匹配。
进一步地，所述MCU控制单元还设置有UART/CAN通讯接口，用于与其他通信设备进行数据交互。
所述开关机按键控制单元用于实现负载电路的供电与关断，MCU控制单元通过检测按键信号，控制开关机按键控制单元中MOS管驱动电路导通与截止，MOS管驱动电路导通，连通负载电路进行供电，MOS管驱动电路截止，断开负载电路停止供电。
本发明具有的有益效果：
1、通过MCU控制器，对电池充电状态、放电状态和静置状态进行智能管控。当判定单体电池处于充电过程且电压信号超过第一阈值时，则通过过压平衡管理单元进行放电平衡，以满足整组电池电芯的电压保持一致。当判定单体电池处于静置状态且电压信号超过第二阈值时，则通过电芯平衡管理单元降低电压，避免长时间存储导致电池鼓包。当判定为负载供电状态时，则通过开关机按键控制单元实现对负载电路的供电。
2、通过电量库伦计采集单元，对电池模组进行实时采集，采用IIC通讯接口与MCU控制器进行数据交互，参与智能管理系统与电池状态的信息交互；
3、长期存储或者使用过程的电池状态进行实时监测，包括电池内阻、电池电量、电池电压。该系统方便便携为野外无人机续航提供可能性，整体结构简单合理，运行的通用性强，能够实现无人机充电电池管理，因此解决了独立于充电器对其内部电池电芯进行电池管理的问题，有利于节约能源以达到长时间飞行的目的；而且本系统结构相对简单，可适用于各种类型的无人机中使用。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的发出第一控制指令流程示意图；
图3为本发明的发出第二控制指令流程示意图；
图4为本发明的发出第三控制指令流程示意图；
图5为本发明的电量库仑计采样单元结构示意图；
图6为本发明的开关机按键控制单元结构示意图；
图7为本发明的过压平衡管理单元MOSFET驱动电路结构示意图；
图8为本发明的电芯平衡管理单元结构示意图；
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
一种无人机锂电池单电池智能管理电路，其特征在于，包括：
用于检测单体电池电压信号的电池检测单元；
用于控制单体电池至负载电路路径开断的开关机按键控制单元；
用于控制单体电池的泄压支路A开断的过压平衡管理单元；
用于控制单体电池的泄压支路B开断的电芯平衡管理单元；
还包括：MCU控制器：所述MCU控制器用于接收电池检测单元采集的单体电池电压信号、开关机按键控制单元采集的按键信号；
所述MCU控制器用于当单体电池电压信号处于持续升高状态，则判定单体电池处于充电状态，当单体电池处于充电状态且单体电池电压信号超过第一阈值时，MCU控制器发出第一控制指令至过压平衡管理单元；过压平衡管理单元接收第一控制指令后，控制单体电池的泄压支路A开启；
所述MCU控制器用于当按键信号处于关断状态时，则判定单体电池处于静置状态，当单体电池处于静置状态且单体电池电压信号超过第二阈值时，MCU控制器发出第二控制指令至电芯平衡管理单元；电芯平衡管理单元接收第二控制指令后，控制单体电池的泄压支路B开启；
所述MCU控制器用于当按键信号处于开启状态时，则判定单体电池处于负载供电状态，当单体电池处于负载供电状态时，MCU控制器发出第三控制指令至开关机按键控制单元；开关机按键控制单元接收第三控制指令后，控制单体电池至负载电路路径导通。
所述过压平衡管理单元为双通道栅极驱动控制电路，所述双通道栅极驱动控制电路包括两个半桥结构连接的上臂桥MOS管Q2、下臂桥MOS管Q3和栅极驱动器，上臂桥MOS管Q2栅极通过电阻R13连接至栅极驱动器的高边驱动器输出引脚，Q2漏极连接电源电压，Q2源极连接负载，下臂桥MOS管Q3栅极通过电阻R17连接至栅极驱动器的低边驱动器输出引脚，Q3漏极连接负载，Q3源极接地，所述栅极驱动器的高边逻辑输入、低边逻辑输入分别连接MCU控制器，用于接收第一控制指令，所述第一控制指令为双通道互补控制指令,Q2、Q3不能同时导通。
所述电芯平衡管理单元为放电控制电路，所述放电控制电路为一个P-MOS管、一个N-MOS管组成的开关电路，所述N-MOS管栅极连接第二控制指令，N-MOS管漏极连接P-MOS管栅极，N-MOS管源极接地，所述P-MOS管源极与漏极分别连接单体电池正负极，所述N-MOS管漏极与P-MOS管源极之间还连接有电阻R20，所述P-MOS管漏极还通过放电电阻与地连接。
所述栅极驱动器为UCC27712芯片，用于驱动功率器件Q2、Q3的开关，将所述UCC27712芯片HB引脚通过电容器将此引脚旁路至HS以维持自举电路操作，COM引脚接地，VDD引脚连接至12V电压，并通过C10、C11将此引脚旁路至COM。
所述MCU控制器还挂载有OLED显示模块，MCU控制器接收电池检测单元采集的单体电池电压信号，并通过SPI通信发送至OLED显示模块进行实时显示，所述电池检测单元采用ISL78600芯片。
所述MCU控制器还挂载有电量库仑计采样单元，所述电量库仑计采样单元与串联连接在所述单体电池依次串联形成的电池模组与开关机按键控制单元之间的采样电阻Rsense连接，采集所述电池模组的电压信号并通过IIC通信向MCU控制器输出电池模组的电压信号，所述MCU控制器用于接收电量库仑计采样单元的电池模组的电压信号，通过预设的电压信号对电池模组循环次数调整的算法,输出电池模组循环次数与电池模组实际电量并进行判定，当MCU控制器判定当前循环次数大于预设循环次数时，MCU控制器发出第四控制指令至开关机按键控制单元，开关机按键控制单元接收第四控制指令后，控制单体电池至负载电路路径关断。
所述MCU控制器还挂载有OLED显示模块，MCU控制器将电池模组循环次数与电池模组实际电量通过SPI通信发送至OLED显示模块进行实时显示，MCU控制器判定当前循环次数等于预设循环次数时，MCU控制器通过OLED显示模块显示报警信息，所述电量库仑计采样单元采用LTC2944芯片，采集所述电池模组的电压信号。
所述MCU控制器还连接有温度采集单元，所述MCU控制器用于接收温度采集单元的电池模组温度信号，并通过SPI通信发送至OLED显示模块进行实时显示，所述温度采集单元为设置于所述单体电池依次串联形成的电池模组内部的温度传感器、与ISL78600芯片温度输入引脚连接的NTC热敏电阻电路或LTC2944芯片内置的温度传感器。
一种MCU控制器，其特征在于，包括：
一个或多个存储器，
一个或多个处理器，
多个模块，所述模块存储在存储器中并被处理器执行，模块包括：
电压接收模块：用于接收电池检测单元采集的单体电池电压信号；
按键信号接收模块：用于接收开关机按键控制单元的按键信号；
判定模块：
用于当单体电池电压信号处于持续升高状态，则判定单体电池处于充电状态，当单体电池处于充电状态且单体电池电压信号超过第一阈值时，发出第一控制指令至过压平衡管理单元；
用于当按键信号处于关断状态时，则判定单体电池处于静置状态，当单体电池处于静置状态且单体电池电压信号超过第二阈值时，发出第二控制指令至电芯平衡管理单元；
用于当按键信号处于开启状态时，则判定单体电池处于负载供电状态，当单体电池处于负载供电状态时，发出第三控制指令至开关机按键控制单元。
所述电源管理模块对用于对电池电压进行DC-DC降压和隔离，分别输出稳定的工作电压至OLED显示模块、MCU控制单元与平衡管理单元。
通过每个单体电池配置一个放电控制电路，所述放电控制电路与所述电池并联连接，对单体电池进行被动能耗式均衡，虽然增加了能量的消耗，但是能准确、有效的保护电池，当某一单体电池电压超过设定的阈值时，MCU控制单元启动放电控制电路，经逻辑门电路输出控制信号驱动相应的MOS管导通，使该电池电压维持在设定阈值范围内，防止电池过充。
所述电池的数量不大于12个，不小于2个，所述电池为单体锂电池，多个电池串联组成电池模组。所述双通道栅极驱动控制电路的数量与单体电池的数量相互匹配。
进一步地，所述MCU控制单元还设置有UART/CAN通讯接口，用于与其他通信设备进行数据交互。
所述开关机按键控制单元用于实现负载电路的供电与关断，MCU控制单元通过检测按键信号，控制开关机按键控制单元中MOS管驱动电路导通与截止，MOS管驱动电路导通，连通负载电路进行供电，MOS管驱动电路截止，断开负载电路停止供电。
具体的，所述电量库仑计采样单元采用LTC2944芯片，采样电池电压信号，通过该芯片内置的自动归零差分模拟积分器，实现电荷量的计算。qLSB是指能够测量的最小单位的电荷量，也就是16位寄存器的最低位所表示的电荷量(即分辨率)，因此所能测得的最大电池容量为65535*qLSB。即qLSB的值是通过采样电阻和预分频系数M计算出来的，即：
其中Rsense为LTC2944芯片连接的采样电阻值，M为可编程的预分频系数。该芯片的使用主要是对于采样电阻和预分频系数进行选择，MCU控制器需通过IIC总线对其内部寄存器的数据进行读取。
MCU控制器通过IIC对LTC2944芯片控制寄存器进行参数配置来触发电压、电流和温度工作模式的转换，通过将所述芯片设置在温度模式下，该LTC2944芯片内置的温度传感器采集电池模组的温度信号，并将温度信号发送至MCU控制器。
具体的，所述电池监测模块采用ISL78600芯片获取单体电池电压和温度数据，MCU控制器通过向ISL78600发送命令的形式来控制均衡，ISL78600的单元测量精度±1.5mV，总压测量精度±100mV，具有12路均衡控制电路，234微秒内可实现一次12串单体电池电压扫描，同时支持2Mbps的SPI通讯，ISL78600和MCU控制器之间电气隔离，并采用SPI通讯。
通过电量库仑计采样单元记录通过采样电阻的电量，由通过采样电阻的电流方向判断电池属于放电状态还是充电状态，并计算通过采样电阻的累计电量与预设的电池电量进行对比，当采样到通过采样电阻的放电量*误差百分比+充电量*误差百分比＝2*预设电池电量，则记录一个循环次数。理论上：误差百分比和预设电池电量属于动态数值，按照电池厂家给出的寿命曲线，拟合到一个函数中，通过拟合后的函数计算出不同阶段的电池电量和误差百分比数值。当记录的实际使用循环次数等于预设的循环次数时，MCU控制器通过OLED显示模块给出报警信息，提示用户注意电池使用，避免因电池过使用导致炸机。当实际循环次数超过预设循环次数时，MCU控制器将不再开启电池对外供电MOS管阵列。
通过采用UCC27712芯片作为栅极驱动器，用于驱动功率器件MOSFET，为了实现功率器件的快速开关并减少相关的开关功率损耗，UCC27712芯片作为栅极驱动器在MCU控制器的PWM输出和功率半导体器件的栅极之间使用。现有技术存在MCU控制器输出的PWM信号无法直接驱动MOS管的问题，因为来自MCU控制器的PWM信号通常是3.3V逻辑信号，无法有效打开电源开关。无人机采用数字电源为避免这种问题出现，采用UCC27712芯片栅极驱动器将3.3V信号提升至栅极驱动电压(如12V)，以便完全开启功率器件并最大限度地减少传导损耗。
当电池模组进入充电末期或者静置状态时，MCU控制单元为所有单体电池的设定为阈值电压，并检测每个单体电池的电压值，当单体电池的电压值大于阈值电压，MCU控制单元向电芯平衡管理单元发出PWM控制信号，使电池电压通过平衡放电电阻进行放电，将电压维持在设定阈值范围内。
具体的，所述无人机锂电池单电池智能管理电路还包括电源管理模块，所述电源管理模块采用TPS54360b芯片，用于实现对电池模组的降压与隔离，通过TPS54360b芯片得到稳定的12V电压源，12V电压源通过MIC5219-33芯片输出稳定的3.3V电压源与高峰值电流，为OLED显示模块、MCU控制器、过压平衡管理与电芯平衡管理单元提供稳定的电源。
一种无人机锂电池单电池智能管理电路的目的是保证电池模组中每个单体电池安全的进行正常工作，并且在正常工作的基础上能更多的存储或放出电量。因此，锂电池管理系统的设计必须要针对每节电池的电压、温度、整体电池组的SOC进行有效的测量与分析，同时根据分析结果采取相应的操作。其中MCU控制单元承担着数据集中分析处理的作用，通过数据分析来确定均衡的进行与否，通过控制平衡管理单元来控制单体电池均衡的进行。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机锂电池单电池智能管理电路，其特征在于，包括：
用于检测单体电池电压信号的电池检测单元；
用于控制单体电池至负载电路路径开断的开关机按键控制单元；
用于控制单体电池的泄压支路A开断的过压平衡管理单元；
用于控制单体电池的泄压支路B开断的电芯平衡管理单元；
还包括：MCU控制器：所述MCU控制器用于接收电池检测单元采集的单体电池电压信号、开关机按键控制单元采集的按键信号；
所述MCU控制器用于当单体电池电压信号处于持续升高状态，则判定单体电池处于充电状态，当单体电池处于充电状态且单体电池电压信号超过第一阈值时，MCU控制器发出第一控制指令至过压平衡管理单元；过压平衡管理单元接收第一控制指令后，控制单体电池的泄压支路A开启；
所述MCU控制器用于当按键信号处于关断状态时，则判定单体电池处于静置状态，当单体电池处于静置状态且单体电池电压信号超过第二阈值时，MCU控制器发出第二控制指令至电芯平衡管理单元；电芯平衡管理单元接收第二控制指令后，控制单体电池的泄压支路B开启；
所述MCU控制器用于当按键信号处于开启状态时，则判定单体电池处于负载供电状态，当单体电池处于负载供电状态时，MCU控制器发出第三控制指令至开关机按键控制单元；开关机按键控制单元接收第三控制指令后，控制单体电池至负载电路路径导通。
2.根据权利要求1所述的一种无人机锂电池单电池智能管理电路，其特征在于，所述过压平衡管理单元为双通道栅极驱动控制电路，所述双通道栅极驱动控制电路包括两个半桥结构连接的上臂桥MOS管Q2、下臂桥MOS管Q3和栅极驱动器，上臂桥MOS管Q2栅极通过电阻R13连接至栅极驱动器的高边驱动器输出引脚，Q2漏极连接电源电压，Q2源极连接负载，下臂桥MOS管Q3栅极通过电阻R17连接至栅极驱动器的低边驱动器输出引脚，Q3漏极连接负载，Q3源极接地，所述栅极驱动器的高边逻辑输入、低边逻辑输入分别连接MCU控制器，用于接收第一控制指令，所述第一控制指令为双通道互补控制指令。
3.根据权利要求1所述的一种无人机锂电池单电池智能管理电路，其特征在于，所述电芯平衡管理单元为放电控制电路，所述放电控制电路为一个P-MOS管、一个N-MOS管组成的开关电路，所述N-MOS管栅极连接第二控制指令，N-MOS管漏极连接P-MOS管栅极，N-MOS管源极接地，所述P-MOS管源极与漏极分别连接单体电池正负极，所述N-MOS管漏极与P-MOS管源极之间还连接有电阻R20，所述P-MOS管漏极还通过放电电阻与地连接。
4.根据权利要求2所述的一种无人机锂电池单电池智能管理电路，其特征在于，所述栅极驱动器为UCC27712芯片，用于驱动MOS管Q2、Q3的开关，将所述UCC27712芯片HB引脚通过电容器将此引脚旁路至HS以维持自举电路操作，COM引脚接地，VDD引脚连接至12V电压，并通过C10、C11将此引脚旁路至COM。
5.根据权利要求4所述的一种无人机锂电池单电池智能管理电路，其特征在于，所述MCU控制器还挂载有OLED显示模块，MCU控制器接收电池检测单元采集的单体电池电压信号，并通过SPI通信发送至OLED显示模块进行实时显示，所述电池检测单元采用ISL78600芯片。
6.根据权利要求5所述的一种无人机锂电池单电池智能管理电路，其特征在于，所述MCU控制器还挂载有电量库仑计采样单元，所述电量库仑计采样单元与串联连接在所述单体电池依次串联形成的电池模组与开关机按键控制单元之间的采样电阻Rsense连接，采集所述电池模组的电压信号并通过IIC通信向MCU控制器输出电池模组的电压信号，所述MCU控制器用于接收电量库仑计采样单元的电池模组的电压信号，通过预设的电压信号对电池模组循环次数调整的算法 ,输出电池模组循环次数与电池模组实际电量并进行判定，当MCU控制器判定当前循环次数大于预设循环次数时，MCU控制器发出第四控制指令至开关机按键控制单元，开关机按键控制单元接收第四控制指令后，控制单体电池至负载电路路径关断。
7.根据权利要求6所述的一种无人机锂电池单电池智能管理电路，其特征在于，所述MCU控制器还挂载有OLED显示模块，MCU控制器将电池模组循环次数与电池模组实际电量通过SPI通信发送至OLED显示模块进行实时显示，MCU控制器判定当前循环次数等于预设循环次数时 ，MCU控制器通过OLED显示模块显示报警信息 ，所述电量库仑计采样单元采用LTC2944芯片，采集所述电池模组的电压信号。
8.根据权利要求7所述的一种无人机锂电池单电池智能管理电路，其特征在于，所述MCU控制器还连接有温度采集单元，所述MCU控制器用于接收温度采集单元的电池模组温度信号，并通过SPI通信发送至OLED显示模块进行实时显示，所述温度采集单元为设置于所述单体电池依次串联形成的电池模组内的温度传感器、与ISL78600芯片温度输入引脚连接的NTC热敏电阻电路或LTC2944芯片内置的温度传感器。
9.根据权利要求1所述的一种无人机锂电池单电池智能管理电路，其特征在于，所述无人机锂电池单电池智能管理电路还包括电源管理模块，所述电源管理模块采用TPS54360b芯片实现12V稳定电压源输出，电源管理模块采用MIC5219-33芯片实现3 .3V稳定电压源输出。
10.一种MCU控制器，其特征在于，包括：
一个或多个存储器，
一个或多个处理器，
多个模块，所述模块存储在存储器中并被处理器执行，模块包括：
电压接收模块：用于接收电池检测单元采集的单体电池电压信号；
按键信号接收模块：用于接收开关机按键控制单元的按键信号；
开关机按键控制单元：用于控制单体电池至负载电路路径开断；
过压平衡管理单元：用于控制单体电池的泄压支路A开断；
电芯平衡管理单元：用于控制单体电池的泄压支路B开断；
判定模块：
用于当单体电池电压信号处于持续升高状态，则判定单体电池处于充电状态，当单体电池处于充电状态且单体电池电压信号超过第一阈值时，发出第一控制指令至过压平衡管理单元；过压平衡管理单元接收第一控制指令后，控制单体电池的泄压支路A开启；
用于当按键信号处于关断状态时，则判定单体电池处于静置状态，当单体电池处于静置状态且单体电池电压信号超过第二阈值时，发出第二控制指令至电芯平衡管理单元；电芯平衡管理单元接收第二控制指令后，控制单体电池的泄压支路B开启；
用于当按键信号处于开启状态时，则判定单体电池处于负载供电状态，当单体电池处于负载供电状态时，发出第三控制指令至开关机按键控制单元；开关机按键控制单元接收第三控制指令后，控制单体电池至负载电路路径导通。
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