CN212890962U - 一种集成式无人机能源系统及无人机 - Google Patents

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马洋
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Abstract

本实用新型公开了一种集成式无人机能源系统及无人机，包括接口集成板、第一电池组、第二电池组，第一电池组和第二电池组与接口集成板并联电连接，接口集成板上装设有用于给第一电池组和第二电池组充电的充电接口、还装设有用于给无人机多路动力系统进行供电的动力系统供电接口，以及装设有给无人机上各种载荷供电的可调电源接口和为舵机进行供电的舵机供电接口。通过接口集成板，使电池的充电接口以及多路动力系统和无人机上的载荷等电源的接口统一到一个板子上，克服了现有技术中需要采用不同类型的电池为动力系统供电，并且不同类型电池在充电时插拔复杂，需要多种类型充电器，存在效率低下的问题，并解决了线路复杂的问题。

Description

一种集成式无人机能源系统及无人机
技术领域
本实用新型属于无人机技术领域，尤其是涉及一种集成式无人机能源系统及无人机。
背景技术
近年来无人机广泛应用到国土测绘，线路巡检，应急勘测等多个领域。无人机所采用的能源形式主要有纯电动、燃油动力、油电混动、太阳能、氢燃料电池等。纯电动无人机由于操作简单得到了广泛应用。
纯电动无人机系统需要供电的系统主要有动力系统、飞行控制系统、通信链路系统、操控舵面系统、应用载荷系统等。无人机上各种设备和载荷的工作电压与工作电流不尽相同，目前的通用做法是采用多路电源和多路线路的方式分别供电，显然该种供电方式存在供电系统复杂，供电系统可靠性低的问题。另外当无人机上存在多种类型动力系统时，由于工作特性不同，通常需要采用不同类型的电池为动力系统供电。同时不同类型电池在充电时插拔复杂，需要多种类型充电器，存在效率低下的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对无人机上存在多路电源多条线路的供电方式，导致的供电系统复杂，供电可靠性低的问题，提供了一种集成式无人机能源系统及无人机。
为解决该问题，本实用新型所采用的技术手段是：
一种集成式无人机能源系统，包括接口集成板、可提供较大电流的第一电池组、可提供较小电流的第二电池组，所述第一电池组和第二电池组与接口集成板并联电连接，所述接口集成板上装设有用于给所述第一电池组和第二电池组充电的充电接口、还装设有用于给无人机多路动力系统进行供电的动力系统供电接口，以及装设有给无人机上载荷供电的可调电源接口和为舵机进行供电的舵机供电接口。
进一步地，所述接口集成板上还装设有对所述第一电池组和第二电池组进行荷电状态监测的监测模块，所述监测模块与所述第一电池组和第二电池组电连接，所述监测模块的监测信息通过设置在接口集成板上的飞控信号接口输出，同时所述飞控信号接口还接收从无人机飞控板上传递的用于对第一电池组和第二电池组进行控制的控制信号。
进一步地，还包括电池组盒体，所述第一电池组和第二电池组放置于所述电池组盒体内，所述接口集成板放置在所述电池组盒体的顶端形成电池组盒体的盒盖。
进一步地，所述接口集成板封装在电池组盒体上形成电池组盒体的盒盖，接口集成板的形状与电池组盒体顶端的形状相匹配。
进一步地，所述第一电池组件由多个锂聚合物电池单体依次连接而成，形成锂聚合物电池阵。
进一步地，所述第二电池组由多个锂离子电池单体依次连接而成，形成锂离子电池阵。
进一步地，所述锂聚合物电池阵中电池单体的数量为8～20，所述锂离子电池阵电池单体的数量为10～24。
进一步地，所述监测模块包括对所述第一电池组件和第二电池组件在充放电时的电压、电流和温度进行测量的电压、电流和温度传感器。
进一步地，所述接口集成板上还设置有电压显示器、电流显示器和温度显示器。
本实用新型还提供了一种无人机，所述无人机上的能源电力系统采用前文所述的集成式无人机能源系统。
与现有技术相比，本实用新型所取得的有益效果是：
本实用新型一种集成式无人机能源系统，通过采用可提供较大和较小电流的两种电池组，来为无人机上无论是多路动力系统还是无人机上的常规载荷提供电源，同时通过接口集成板，使电池的充电接口以及多路动力系统和无人机上的载荷等电源的接口统一到一个板子上，克服了在有不同电压和电流输出需求时电源走线复杂，可靠性低的问题，并且不同类型电池在充电时插拔复杂，需要多种类型充电器，存在效率低下的问题。
通过在接口集成板上安装监测模块，对电池在充放电时的电压电流和温度进行监控，并将监控信息通过飞控信号接口反馈给飞控板，飞控板根据所反馈的电池组状态实现对电池组的安全管理。
附图说明
图1是本实用新型所述集成式无人机能源系统的爆炸示意图；
图2是本实用新型所述电源管理模块的结构示意图；
图3是本实用新型所述无人机能源系统供电的结构示意图；
图例说明如下：
1、接口集成板；2、第一电池组；3、电池组盒体；4、第二电池组；11、多路动力供电接口；12、可调电源接口；13、飞控信号接口；14、充电接口；15、舵机供电接口。
具体实施方式
图1至图3给出了本实用新型一种集成式无人机能源系统的一种具体实施例，包括接口集成板1、可提供较大电流的第一电池组2、可提供较小电流的第二电池组4，所述第一电池组3和第二电池组4与接口集成板1并联电连接，所述接口集成板上装设有用于给所述第一电池组和第二电池组充电的充电接口 14、还装设有用于给无人机多路动力系统进行供电的多路动力供电接口11，以及装设有给无人机上各种载荷供电的可调电源接口12和为舵机进行供电的舵机供电接口15。通过采用可提供较大和较小电流的两种电池组，来为无人机上无论是多路动力系统还是无人机上的常规载荷提供电源，虽然无人机上的电源多种多样，但通过采用两种电池组的不同连接，可以满足无人机上的用电需要。同时通过接口集成板1，使电池充电接口14以及多路动力系统和无人机上的载荷等电源的接口统一到一个板子上，充电接口14可以对第一电池组2和第二电池组 4进行充电，多路动力供电接口11可以对无人机上的多路动力系统进行供电，可调电源接口12，根据无人机上常规载荷对电压电流的需要，设置不同的电压电流档位进行选择，从而使用一个可调电源接口满足多种不同载荷的电压电流需要。通过接口集成板可以解决无人机上不同类型电池在充电时插拔复杂，需要多种类型充电器，以及提供多种电源接口满足无人机上的各种用电需要，从而解决了线路复杂、效率低下的问题。本实施例中的较大电流为100A以上的电流，较小电流是指10A左右的小电流。当然，接口集成板上也可以设置一个或多个备用接口，便于根据无人机的需要进行扩展。
本实施例中，所述接口集成板上还装设有对所述第一电池组和第二电池组进行荷电状态监测的监测模块，所述监测模块与所述第一电池组和第二电池组电连接，所述监测模块的监测信息通过设置在接口集成板上的飞控信号接口输出，同时所述飞控信号接口还接收从无人机飞控板上传递的用于对第一电池组和第二电池组进行控制的控制信号。通过监测模块对第一电池组和第二电池组的状态进行监测，如实时采集监测第一电池组和第二电池组充电或放电时的电压、电流和温度状态数据，通过状态估计，判断是否充满电，可以关闭充电电源，也可以判断是否达到放电极限，飞控系统依据这些信号控制无人机是否继续飞行还是返航降落等，需要将电池组的状态信息通过飞控信号接口传递给无人机上的飞控系统；通过将监测信息传递给飞控系统后，飞控系统根据电池状态估计，通过飞控信号接口将控制信息传递给监测模块，从而通过降低输出电流或者增加散热装置的散热功率来进行降温以进行热管理，实现对电池的安全管理。本实施例中，还在接口集成板上还设置有电压显示器、电流显示器和温度显示器，用于显示电池组当前的状态。
本实施例中，集成式无人机能源系统包括电池组盒体3，将第一电池组2和第二电池组4放置于电池组盒体内，将接口集成板1放置在所述电池组盒体3 的顶端。在组装时，将接口集成板1封装在电池组盒体3上形成电池组盒体的盒盖，接口集成板1的形状与电池组盒体3顶端的形状相匹配。接口集成板与电池组盒体处于密封状态，在本实施例中采用密封胶密封，可以起到防水防尘的作用，确保在不同的使用环境中电池组件的输出能力和供电的安全性，进一步提高寿命。
本实施例中，第一电池组件2由多个锂聚合物电池单体依次连接而成，形成锂聚合物电池阵，第二电池组4由多个锂离子电池单体依次连接而成，形成锂离子电池阵。本实施例中锂聚合物电池单体的数量为8～20，锂离子电池单体的数量为10～24。第一电池组和第二电池组并联连接于接口集成板上，将多个锂聚合物电池单体依次连接成第一电池组，多个锂离子电池单体依次连接成第二电池组，根据多路动力系统及无人机上载荷的电压电流需要，将多个锂聚合物电池或锂离子电池进行不同的连接，可以形成不同的电压电流电源，从而在接口集成板上形成多路动力供电接口、舵机供电接口、以及通过设置不同档位供选择的可调电源接口，满足无人机上的动力需求。
本实施例中，集成式无人机能源系统可以与无人机上的多路动力系统，飞控系统、舵面系统、应用载荷等连接，为其提供电力能源。如通过多路动力供电接口11连接到所述多路动力系统、通过可调电源接口12连接到所述应用载荷如舵面系统、通过飞控信号接口13连接到所述飞控系统、通过电池充电接口14连接到第一电池组和第二电池组，通过舵机供电接口15连接到舵机。当然，还可以根据无人机需要在接口集成板上设置其他的电源接口。
本实用新型还提供了一种无人机，在无人机上使用的能源系统为上面所述的集成式无人机能源系统。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种集成式无人机能源系统，其特征在于：包括接口集成板、可提供较大电流的第一电池组、可提供较小电流的第二电池组，所述第一电池组和第二电池组与接口集成板并联电连接，所述接口集成板上装设有用于给所述第一电池组和第二电池组充电的充电接口、还装设有用于给无人机多路动力系统进行供电的多路动力供电接口，以及装设有给无人机上载荷供电的可调电源接口和为舵机进行供电的舵机供电接口。
2.根据权利要求1所述的一种集成式无人机能源系统，其特征在于：所述接口集成板上还装设有对所述第一电池组和第二电池组进行荷电状态监测的监测模块，所述监测模块与所述第一电池组和第二电池组电连接，所述监测模块的监测信息通过设置在接口集成板上的飞控信号接口输出，同时所述飞控信号接口还接收从无人机飞控板上传递的用于对第一电池组和第二电池组进行控制的控制信号。
3.根据权利要求1所述的一种集成式无人机能源系统，其特征在于：还包括电池组盒体，所述第一电池组和第二电池组放置于所述电池组盒体内，所述接口集成板放置在所述电池组盒体的顶端。
4.根据权利要求3所述的一种集成式无人机能源系统，其特征在于：所述接口集成板封装在电池组盒体上形成电池组盒体的盒盖，接口集成板的形状与电池组盒体顶端的形状相匹配。
5.根据权利要求2所述的一种集成式无人机能源系统，其特征在于：所述第一电池组件由多个锂聚合物电池单体依次连接而成，形成锂聚合物电池阵。
6.根据权利要求5所述的一种集成式无人机能源系统，其特征在于：所述第二电池组由多个锂离子电池单体依次连接而成，形成锂离子电池阵。
7.根据权利要求6所述的一种集成式无人机能源系统，其特征在于：所述锂聚合物电池单体的数量为8～20，所述锂离子电池单体的数量为10～24。
8.根据权利要求2所述的一种集成式无人机能源系统，其特征在于：所述监测模块包括对所述第一电池组件和第二电池组件在充放电时的电压、电流和温度进行测量的电压、电流和温度传感器。
9.根据权利要求8所述的一种集成式无人机能源系统，其特征在于：所述接口集成板上还设置有电压显示器、电流显示器和温度显示器。
10.一种无人机，其特征在于，所述无人机采用权利要求1至9任一项所述的集成式无人机能源系统提供电力支持。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113232836A (zh) * 2021-05-27 2021-08-10 北京科技大学 一种太阳能无人机能源动力飞控一体化设计方法

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