CN208112321U - 一种无人机电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人机电池管理系统，其特征在于：该系统包括控制模块、无人机市电充电电池、电量检测电路、无人机太阳能储蓄电池、市电充电模块、太阳能充电控制模块、太阳能电池组件、电源输出控制模块；本专利改进之后系统整体结构简单合理，运行的通用性强，能够实现无人机市电充电电池与无人机太阳能储蓄电池之间的切换供电；因此解决了现有同类型系统供电形式单一且运行不灵活的问题，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。

Description

一种无人机电池管理系统

技术领域

本实用新型涉及无人机电池管理领域，具体来讲是一种无人机电池管理系统。

背景技术

目前，无人机的应用随处可见；有的无人机采用太阳能供电，即太阳能无人机指以太阳能为动力的无人驾驶飞机，通过光伏电池将太阳能转化为电能储存在储能电池中，白天使用太阳能电池板维持机上各系统工作并对机上储能电池进行充电；晚上通过释放储能电池中储存的电能来维持整个无人机系统的运转。然而，对于太阳能无人机来讲需要应用到对应的电池管理系统；因而，目前也出现了许多结构不同的电池管理系统。

经过检索发现，专利号CN201611130151.4的发明公开了一种用于太阳能无人机的供电管理系统；包括MPPT最大功率追踪模块、光照传感器、直流升压模块、库仑计、多个继电器和主控模块，光照传感器与主控模块相连，MPPT最大功率追踪模块与太阳能电池板连接，MPPT最大功率追踪模块分别与动力系统和储能电池连接，储能电池经第二继电器和动力电机连接，储能电池经库仑计和主控模块相连接；采取太阳能优先向动力系统供电的方式，剩余电能供给储能电池，若功率要求高时采用两路供电的方式以增加供电电源系统提供的电能。

专利号CN201720596924.1的实用新型公开了一种无人机电池充电管理系统，包括充电支路，动端与充电支路正、负充电极连接的第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关；还包括两组可充电电池，所述可充电电池的正、负极分别连接第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的两个不动端；还包括动端与用电正、负端连接的第三单刀双掷开关、第四单刀双掷开关；所述用电正、负端之间连接有检测控制装置。

专利号CN201620015881.9的实用新型公开了一种无人机电能量管理系统，包括有安装于无人机上的电池装置、快速充电设备、后备储能设备和电能量监控设备，电池装置包括有电池组和与电池组连接的电池管理系统，快速充电设备为多个，后备储能设备通过DC-DC变换器与多个快速充电设备连接，电池组通过母线与对应的快速充电设备连接，电池管理系统通过信号线将监测的电池数据发送给对应的快速充电设备，多个快速充电设备通过CAN总线进行顺次连接，然后统一将监测的电池数据传输给电能量监控设备。

高空长航时太阳能无人机具有飞行高度高、工作时间长、覆盖区域广、使用灵活、运行成本低和无环境污染等优点，是未来无人机的发展方向之一。目前，对于现有的无人机供电系统来讲，存在以下不足；一方面，现有的一些无人机的供电管理系统为太阳能向储能电池充电再通过储能电池向动力系统供电，或者由市电充电的单一模式，这种单一形式显得不灵活变，也无法转换供电方式，因而不利于节约能源以达到长时间飞行的目的；另外，现有的太阳能无人机的供电管理系统结构过于复杂，不利于中小型无人机中使用；另一方面，太阳能充电与市电充电无法整体分开，由于市电充放电较为频繁，缺乏单独对其进行故障检测。

实用新型内容

因此，为了解决上述不足，本实用新型在此提供一种无人机电池管理系统。本专利改进之后系统整体结构简单合理，运行的通用性强，能够实现无人机市电充电电池与无人机太阳能储蓄电池之间的切换供电；因此解决了现有同类型系统供电形式单一且运行不灵活的问题，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。

本实用新型是这样实现的，构造一种无人机电池管理系统，其特征在于：该系统包括控制模块、无人机市电充电电池、电量检测电路、无人机太阳能储蓄电池、市电充电模块、太阳能充电控制模块、太阳能电池组件、电源输出控制模块；其中，市电充电模块的输出端与无人机市电充电电池连接，太阳能电池组件的输出端与太阳能充电控制模块连接，无人机市电充电电池和无人机太阳能储蓄电池分别与电源输出控制模块连接；并且电量检测电路分别与无人机市电充电电池和无人机太阳能储蓄电池连接，电量检测电路的输出端连接控制模块，控制模块的输出端分别连接市电充电模块、太阳能充电控制模块和电源输出控制模块。

那么，该结构无人机电池管理系统进过改进后按照如下方式运行，系统通过市电充电模块接入市电，对无人机市电充电电池进行充电，充电完成后可满足无人机的正常飞行巡航；当无人机在飞行巡航的过程中，太阳能电池组件实时接收光照，并由控制模块控制太阳能充电控制模块工作，太阳能电池组件的输出经太阳能充电控制模块向无人机太阳能储蓄电池存储电能；同时在飞行巡航过程中，电量检测电路分别与无人机市电充电电池和无人机太阳能储蓄电池连接，由电量检测电路分别对无人机市电充电电池和无人机太阳能储蓄电池的当前电量情况进行检测；比如，系统先由电源输出控制模块接通无人机市电充电电池对无人机输出供电，如果电量检测电路检测到无人机市电充电电池电量较低，而且检测到无人机太阳能储蓄电池当前电量较高时，那么电源输出控制模块将输出切换到无人机太阳能储蓄电池，由无人机太阳能储蓄电池对无人机输出供电。本专利相对于现有无人机电池管理系统来讲，其系统整体结构简单合理，运行的通用性强，能够实现无人机市电充电电池与无人机太阳能储蓄电池之间的切换供电；因此解决了现有同类型系统供电形式单一且运行不灵活的问题，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。

作为上述技术方案的改进，所述一种无人机电池管理系统，其特征在于：该系统还包括通讯模块，通讯模块与控制模块连接。本系统在运行时，由电量检测电路分别对无人机市电充电电池和无人机太阳能储蓄电池的当前电量情况进行检测；那么电量检测电路会将检测的信息传输至控制模块，控制模块再通过通讯模块与地面人员通信，实现电量检测的传输。

作为上述技术方案的改进，所述一种无人机电池管理系统，其特征在于：该系统还包括电池故障检测模块，电池故障检测模块分别与无人机市电充电电池和无人机太阳能储蓄电池连接。在系统运行过程中，由电池故障检测模块实时对无人机市电充电电池和无人机太阳能储蓄电池的状态进行检测，用于判断无人机市电充电电池和无人机太阳能储蓄电池是否存在故障。那么，本实施方式的好处是能够将太阳能充电与市电充电独立分开，而且能够对其进行故障检测。

作为上述技术方案的改进，所述一种无人机电池管理系统，其特征在于：该系统还包括LED充电指示灯，LED充电指示灯与控制模块的输出端连接。LED充电指示灯用于指示无人机市电充电电池的充电状态。

作为上述技术方案的改进，所述一种无人机电池管理系统，其特征在于：该系统还包括光照传感器，光照传感器与控制模块的输入端连接；光照传感器是针对太阳能充电而设置的，光照传感器用于检测当日光照程度，控制模块根据检测的当日光照程度来决定是否需要启动太阳能充电控制模块来对无人机太阳能储蓄电池充电。

本实用新型具有如下优点：本实用新型通过改进在此提供一种无人机电池管理系统，具有如下改进及优点；

优点1：该系统包括控制模块、无人机市电充电电池、电量检测电路、无人机太阳能储蓄电池、市电充电模块、太阳能充电控制模块、太阳能电池组件、电源输出控制模块；其中，市电充电模块的输出端与无人机市电充电电池连接，太阳能电池组件的输出端与太阳能充电控制模块连接，无人机市电充电电池和无人机太阳能储蓄电池分别与电源输出控制模块连接；并且电量检测电路分别与无人机市电充电电池和无人机太阳能储蓄电池连接，电量检测电路的输出端连接控制模块，控制模块的输出端分别连接市电充电模块、太阳能充电控制模块和电源输出控制模块。

如图1所示是本实用新型的实施方式1示意图，该结构无人机电池管理系统进过改进后按照如下方式运行，系统通过市电充电模块接入市电，对无人机市电充电电池进行充电，充电完成后可满足无人机的正常飞行巡航；当无人机在飞行巡航的过程中，太阳能电池组件实时接收光照，并由控制模块控制太阳能充电控制模块工作，太阳能电池组件的输出经太阳能充电控制模块向无人机太阳能储蓄电池存储电能；同时在飞行巡航过程中，电量检测电路分别与无人机市电充电电池和无人机太阳能储蓄电池连接，由电量检测电路分别对无人机市电充电电池和无人机太阳能储蓄电池的当前电量情况进行检测；比如，系统先由电源输出控制模块接通无人机市电充电电池对无人机输出供电，如果电量检测电路检测到无人机市电充电电池电量较低，而且检测到无人机太阳能储蓄电池当前电量较高时，那么电源输出控制模块将输出切换到无人机太阳能储蓄电池，由无人机太阳能储蓄电池对无人机输出供电。本专利相对于现有无人机电池管理系统来讲，其系统整体结构简单合理，运行的通用性强，能够实现无人机市电充电电池与无人机太阳能储蓄电池之间的切换供电；因此解决了现有同类型系统供电形式单一且运行不灵活的问题，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。

优点2：本实用新型所述一种无人机电池管理系统，该系统还包括通讯模块，通讯模块与控制模块连接。本系统在运行时，由电量检测电路分别对无人机市电充电电池和无人机太阳能储蓄电池的当前电量情况进行检测；那么电量检测电路会将检测的信息传输至控制模块，控制模块再通过通讯模块与地面人员通信，实现电量检测的传输。

优点3：本实用新型还增加了电池故障检测模块，电池故障检测模块分别与无人机市电充电电池和无人机太阳能储蓄电池连接。在系统运行过程中，由电池故障检测模块实时对无人机市电充电电池和无人机太阳能储蓄电池的状态进行检测，用于判断无人机市电充电电池和无人机太阳能储蓄电池是否存在故障。那么，本实施方式的好处是能够将太阳能充电与市电充电独立分开，而且能够对其进行故障检测。

优点4：本实用新型所述一种无人机电池管理系统，该系统还包括LED充电指示灯，LED充电指示灯与控制模块的输出端连接；LED充电指示灯用于指示无人机市电充电电池的充电状态。

优点5：本实用新型所述一种无人机电池管理系统，该系统还包括光照传感器，光照传感器与控制模块的输入端连接；光照传感器是针对太阳能充电而设置的，光照传感器用于检测当日光照程度，控制模块根据检测的当日光照程度来决定是否需要启动太阳能充电控制模块来对无人机太阳能储蓄电池充电。

而且，本实用新型整体结构简单，运行操作方便，能够实现市电和太阳能发电两种储能方式为无人机供电，采集电池的电量及故障信息，并即时向地面人员传输，提高了无人机电池装置的掌控和使用。

附图说明

图1是本实用新型所述无人机电池管理系统的实施方式1示意图；

图2是本实用新型所述无人机电池管理系统的实施方式2示意图。

其中：控制模块1，无人机市电充电电池2，电量检测电路3，无人机太阳能储蓄电池4，市电充电模块5，太阳能充电控制模块6，太阳能电池组件7，电源输出控制模块8，通讯模块9，电池故障检测模块10，LED充电指示灯11，光照传感器12。

具体实施方式

下面将结合附图1-图2对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型通过改进在此提供一种无人机电池管理系统，如图1所示，可以按照如下方式予以实施；该系统包括控制模块1、无人机市电充电电池2、电量检测电路3、无人机太阳能储蓄电池4、市电充电模块5、太阳能充电控制模块6、太阳能电池组件7、电源输出控制模块8；其中，市电充电模块5的输出端与无人机市电充电电池2连接，太阳能电池组件7的输出端与太阳能充电控制模块6连接，无人机市电充电电池2和无人机太阳能储蓄电池4分别与电源输出控制模块8连接；并且电量检测电路3分别与无人机市电充电电池2和无人机太阳能储蓄电池4连接，电量检测电路3的输出端连接控制模块1，控制模块1的输出端分别连接市电充电模块5、太阳能充电控制模块6和电源输出控制模块8。

如图1所示是本实用新型的实施方式1示意图，该结构无人机电池管理系统进过改进后按照如下方式运行，系统通过市电充电模块5接入市电，对无人机市电充电电池2进行充电，充电完成后可满足无人机的正常飞行巡航；当无人机在飞行巡航的过程中，太阳能电池组件7实时接收光照，并由控制模块1控制太阳能充电控制模块6工作，太阳能电池组件7的输出经太阳能充电控制模块6向无人机太阳能储蓄电池4存储电能；同时在飞行巡航过程中，电量检测电路3分别与无人机市电充电电池2和无人机太阳能储蓄电池4连接，由电量检测电路3分别对无人机市电充电电池2和无人机太阳能储蓄电池4的当前电量情况进行检测；比如，系统先由电源输出控制模块8接通无人机市电充电电池2对无人机输出供电，如果电量检测电路3检测到无人机市电充电电池2电量较低，而且检测到无人机太阳能储蓄电池4当前电量较高时，那么电源输出控制模块8将输出切换到无人机太阳能储蓄电池4，由无人机太阳能储蓄电池4对无人机输出供电。本专利相对于现有无人机电池管理系统来讲，其系统整体结构简单合理，运行的通用性强，能够实现无人机市电充电电池2与无人机太阳能储蓄电池4之间的切换供电；因此解决了现有同类型系统供电形式单一且运行不灵活的问题，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。

另一方面，本实用新型所述一种无人机电池管理系统，该系统还包括通讯模块9，通讯模块9与控制模块1连接。本系统在运行时，由电量检测电路3分别对无人机市电充电电池2和无人机太阳能储蓄电池4的当前电量情况进行检测；那么电量检测电路3会将检测的信息传输至控制模块1，控制模块1再通过通讯模块9与地面人员通信，实现电量检测的传输。

如图2所示，本实用新型所述一种无人机电池管理系统的另一实施方式，与实施方式1不同在于，在此还增加了电池故障检测模块10，电池故障检测模块10分别与无人机市电充电电池2和无人机太阳能储蓄电池4连接。在系统运行过程中，由电池故障检测模块10实时对无人机市电充电电池2和无人机太阳能储蓄电池4的状态进行检测，用于判断无人机市电充电电池2和无人机太阳能储蓄电池4是否存在故障。那么，本实施方式的好处是能够将太阳能充电与市电充电独立分开，而且能够对其进行故障检测。

另一方面，本实用新型所述一种无人机电池管理系统，该系统还包括LED充电指示灯11，LED充电指示灯11与控制模块1的输出端连接；LED充电指示灯11用于指示无人机市电充电电池2的充电状态。

另一方面，本实用新型所述一种无人机电池管理系统，该系统还包括光照传感器12，光照传感器12与控制模块1的输入端连接；光照传感器12是针对太阳能充电而设置的，光照传感器12用于检测当日光照程度，控制模块1根据检测的当日光照程度来决定是否需要启动太阳能充电控制模块6来对无人机太阳能储蓄电池4充电。

本实用新型整体结构简单，运行操作方便，能够实现市电和太阳能发电两种储能方式为无人机供电，采集电池的电量及故障信息，并即时向地面人员传输，提高了无人机电池装置的掌控和使用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种无人机电池管理系统，其特征在于：该系统包括控制模块（1）、无人机市电充电电池（2）、电量检测电路（3）、无人机太阳能储蓄电池（4）、市电充电模块（5）、太阳能充电控制模块（6）、太阳能电池组件（7）、电源输出

控制模块（8）；其中，市电充电模块（5）的输出端与无人机市电充电电池（2）连接，太阳能电池组件（7）的输出端与太阳能充电控制模块（6）连接，无人机市电充电电池（2）和无人机太阳能储蓄电池（4）分别与电源输出控制模块（8）连接；并且电量检测电路（3）分别与无人机市电充电电池（2）和无人机太阳能储蓄电池（4）连接，电量检测电路（3）的输出端连接控制模块（1），控制模块（1）的输出端分别连接市电充电模块（5）、太阳能充电控制模块（6）和电源输出控制模块（8）。

2.根据权利要求1所述一种无人机电池管理系统，其特征在于：该系统还包括通讯模块（9），通讯模块（9）与控制模块（1）连接。

3.根据权利要求1所述一种无人机电池管理系统，其特征在于：该系统还包括电池故障检测模块（10），电池故障检测模块（10）分别与无人机市电充电电池（2）和无人机太阳能储蓄电池（4）连接。

4.根据权利要求1所述一种无人机电池管理系统，其特征在于：该系统还包括LED充电指示灯（11），LED充电指示灯（11）与控制模块（1）的输出端连接。

5.根据权利要求1所述一种无人机电池管理系统，其特征在于：该系统还包括光照传感器（12），光照传感器（12）与控制模块（1）的输入端连接。