CN221057487U - 一种无人机电池管理装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无人机电池管理装置，用于对电池进行管理。本申请包括：电池组、XT90接头、锂电池平衡接头、DC‑DC模块、AC‑DC充电模块、放电测试电路、电池状态检测电路以及平衡控制电路，XT90接头和锂电池平衡接头用于连接电池组与外部的组件，DC‑DC模块中设置有相互串联的电源转换器和稳压子模块，AC‑DC充电模块用于将输入的交流电转换为适应电池组充电的直流电，放电测试电路用于进行电池的放电测试，记录电池的放电数据，电池状态检测电路用于监测电池的状态参数，平衡控制电路用于监测和调整每个锂电池单体的电压。

Description

一种无人机电池管理装置

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机电池管理装置。

背景技术

现代无人机技术的发展已经广泛应用于军事、民用和商业领域，其在侦察、监测、航拍、农业、物流等领域的应用越来越广泛。无人机的性能和续航能力直接依赖于所使用的锂电池管理系统。为了满足无人机领域中不同规格锂电池组的管理需求，以及提高锂电池的使用寿命和安全性，本申请提出一种无人机电池管理装置。

传统的无人机锂电池管理系统存在一些问题。首先，由于市场上无人机锂电池种类繁多，每种无人机可能使用不同规格的锂电池组，因此需要具备宽电压设计，以支持多种电压的锂电池管理。其次，为了确保无人机飞行的安全性和续航能力，需要对锂电池进行精确的放电测试和保养储存，以确保每片电芯电压均衡，并记录锂电池的放电数据以供用户分析和维护。此外，对于外场作业的无人机飞手或航拍爱好者，便携性也成为了一个重要的考虑因素。

为解决上述问题，本申请提出一种无人机电池管理装置，其具备宽电压设计、放电测试和电池保养储存功能，并采用小巧便携的结构，以满足多种无人机规格的锂电池管理需求，提高锂电池的使用寿命和安全性，同时便于外场作业使用。

实用新型内容

本申请提供了一种无人机电池管理装置，包括相互耦合的：

电池组、XT90接头、锂电池平衡接头、DC-DC模块、AC-DC充电模块、放电测试电路、电池状态检测电路以及平衡控制电路，所述XT90接头和锂电池平衡接头用于连接所述电池组与其它外部的组件，所述DC-DC模块中设置有相互串联的电源转换器和稳压子模块，用于稳定输出工作所需的电压，所述AC-DC充电模块用于将输入的交流电转换为适应所述电池组充电的直流电，所述放电测试电路用于进行电池的放电测试，记录电池的放电数据，所述电池状态检测电路用于监测电池的状态参数，所述状态参数包括电压、电流和温度，所述平衡控制电路用于监测和调整每个锂电池单体的电压，以保持电池组内各个电芯的电压均衡。

可选的，还设置有散热风扇，所述散热风扇用于给所述电池组散热。

可选的，还设置有壳体，所述壳体上设置有散热孔。

可选的，还设置有显示屏和通信模块，所述通信模块用于采集各个模块的信息并输出至所述显示屏进行显示。

可选的，所述壳体上连接有把手。

可选的，所述壳体的两侧设置有滑槽，所述把手通过所述滑槽可滑动的连接与所述壳体上，当所述把手连接在所述滑槽上时，所述把手的外表面与所述壳体的外表面平齐。

可选的，还设置有电流调节模块，所述电流调节模块通过可调电阻或电流开关或者数字电流调节芯片实现。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

通过电池状态检测电路，装置可以实时监测电池的状态参数，包括电压、电流和温度等。这可以帮助提前发现电池可能存在的问题，从而采取保护措施，避免电池过度充电、过放电或在高温环境下运行，从而延长电池的使用寿命。

平衡控制电路能够监测和调整每个锂电池单体的电压，以保持电池组内各个电芯的电压均衡。这对于长期使用电池组来说非常重要，因为不同电芯的电压差异会影响整个电池组的性能和寿命。

DC-DC模块中设置相互串联的电源转换器和稳压子模块，可以稳定输出工作所需的电压。这意味着装置能够适应不同的电池组配置和外部电子设备，具备更灵活的充电和放电控制功能。

C-DC充电模块能够将输入的交流电转换为适应所述电池组充电的直流电。通过使用高效的AC-DC充电模块，可以提高充电效率，减少能量损失，从而节省能源和缩短充电时间。

放电测试电路用于进行电池的放电测试，并记录电池的放电数据。这样的数据记录可以帮助用户对电池性能进行分析和评估，以便做出更明智的决策。

整个无人机电池管理装置通过相互耦合的各个组件，能够提高电池组的稳定性和安全性。通过监测和控制电池状态，确保电池组在各种工作条件下都能稳定可靠地供电。

附图说明

图1为本申请中提供的无人机电池管理装置的一个模块组成结构示意图；

图2为本申请中提供的无人机电池管理装置的一个外部结构示意图；

图3为本申请中提供的无人机电池管理装置的一个把手结构示意图。

具体实施方式

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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，仅用于说明各部件或组成部分之间的相对位置关系，并不特别限定各部件或组成部分的具体安装方位。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，在本申请中所附图式所绘制的结构、比例、大小等，均仅用于配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员了解与阅读，并非用于限定本申请可实施的限定条件，故不具有技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均仍应落在本申请所揭示的技术内容涵盖的范围内。

下面将结合本申请中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

参阅图1至图3：

本申请首先提供了一种无人机电池管理装置的实施例，包括相互耦合的：

电池组01、XT90接头02、锂电池平衡接头03、DC-DC模块04、AC-DC充电模块05、放电测试电路06、电池状态检测电路07以及平衡控制电路08，所述XT90接头02和锂电池平衡接头03用于连接所述电池组01与其它外部的组件，所述DC-DC模块04中设置有相互串联的电源转换器09和稳压子模块10，用于稳定输出工作所需的电压，所述AC-DC充电模块05用于将输入的交流电转换为适应所述电池组01充电的直流电，所述放电测试电路06用于进行电池的放电测试，记录电池的放电数据，所述电池状态检测电路07用于监测电池的状态参数，所述状态参数包括电压、电流和温度，所述平衡控制电路08平衡控制电路08用于监测和调整每个锂电池单体的电压，以保持电池组01内各个电芯的电压均衡。

该实施例是一种无人机电池管理装置，其中包括多个相互耦合的组件，每个组件都有特定的功能，共同协作以实现对电池组01的管理和优化。下面对每个组件的功能和原理进行解释：

电池组01是无人机电池管理装置的核心部分，它由多个锂电池单体组成，提供能源供应。

XT90接头02和锂电池平衡接头03用于连接电池组01与其他外部组件，如无人机主机或充电设备。XT90接头02通常用于高电流连接，而锂电池平衡接头03用于平衡充电和电池状态监测。

DC-DC模块04中设置了相互串联的电源转换器09和稳压子模块10。电源转换器09用于将电池组01提供的高电压转换为系统所需的较低工作电压，而稳压子模块10用于稳定输出工作所需的电压。

AC-DC充电模块05用于将输入的交流电转换为适应电池组01充电的直流电。这使得装置能够从交流电源进行充电，为电池组01提供电能。

放电测试电路06用于对电池进行放电测试，并记录电池的放电数据。这可以帮助了解电池的性能特点、容量和健康状态。

电池状态检测电路07用于监测电池的状态参数，如电压、电流和温度等。这可以帮助实时了解电池的工作状态，防止过度充放电和高温运行等情况。

平衡控制电路08用于监测和调整每个锂电池单体的电压，以保持电池组01内各个电芯的电压均衡。这对于锂电池组01的寿命和性能非常重要，避免电芯之间的电压差异影响整体性能。

这些组件相互耦合，协同工作。当电池组01工作时，电池状态检测电路07实时监测电压、电流和温度，平衡控制电路08调整电芯电压均衡。当需要充电时，AC-DC充电模块05将交流电转换为直流电供电，DC-DC模块04稳定输出所需的电压，同时电池状态检测电路07也实时监测充电状态。当需要进行放电测试时，放电测试电路06进行放电过程，记录电池的放电数据。

具体的，对于放电测试电路06，可以通过如下方式实现，首先，选择适当的负载电阻，用于模拟电池放电过程中的实际负载，并通过放电控制开关来启动或停止电池的放电过程。接着，设计电流测量电路来监测电池放电过程中的实际电流值，并采用电压测量电路来监测电压变化。记录和存储模块用于记录放电过程中的电流和电压数据，而控制逻辑与算法负责控制放电测试电路06的工作流程，包括放电启动、控制时间以及停止放电，并将测量的电流和电压数据记录下来。最后，该装置还配备显示屏14和用户界面，方便用户实时监测放电过程和查看放电数据。这样的放电测试功能对于电池管理和性能优化非常重要，有助于了解电池的性能特点、容量和健康状态，并为电池管理提供重要数据和参考。

对于电池状态检测电路07，可以通过以下方式实现：首先，设计电压测量电路用于实时监测电池的电压，采用模拟电压测量电路或专用的电压测量芯片来获取准确的电压值。其次，通过电流传感器或电阻放大器等技术实现电流测量电路，用于监测电池放电或充电时的实际电流值。同时，引入温度传感器或热敏电阻等元件构建温度测量电路，用于实时监测电池的工作温度。将这些测量得到的数据进行采样、处理和分析，形成全面的电池状态参数，如电压、电流和温度等。最后，通过显示屏14和用户界面将这些状态参数以可视化形式呈现给用户，实现实时监测和了解电池的健康状态，防止电池过度充放电和高温运行，提高电池的使用寿命和安全性。

对于平衡控制电路08，可以通过以下方式实现：首先，设计电压检测电路用于监测每个锂电池单体的电压值，采用模拟电压检测电路或专用的电压检测芯片来获取准确的电压数据。接着，将检测到的电压数据与预设的平衡阈值进行比较，当发现某个电池单体的电压超过预设阈值时，触发平衡控制。平衡控制电路08通过控制平衡电路中的电阻、开关或其他元件，将电池单体之间的电压差异通过放电或充电的方式进行平衡，即将高电压的电池单体放电到与其他电池单体相同的电压水平或将低电压的电池单体充电至与其他电池单体相同的电压水平。这样的平衡控制保持电池组01内各个电芯的电压均衡，避免电池因不均衡而影响性能和寿命。

在一个可选的实施例中，还设置有散热风扇11，所述散热风扇11用于给所述电池组01散热。

高性能无人机通常会消耗大量的电能，导致电池组01在充放电过程中会产生一定的热量。散热风扇11的添加可以帮助加速电池组01中的热量散发，防止电池因过热而损坏，并保持电池在适宜的温度范围内工作。

电池的寿命通常与工作温度密切相关。通过使用散热风扇11，可以有效地控制电池的工作温度，减少电池因高温而引起的寿命缩短现象，延长电池的使用寿命。

锂电池的性能受温度影响较大，高温环境可能导致电池性能下降。通过散热风扇11的冷却作用，可以维持电池的工作温度在稳定的范围内，确保电池的性能始终处于最佳状态。

在一个可选的实施例中，还设置有壳体12，所述壳体12上设置有散热孔13。

在这个可选的实施例中，增加壳体12能进一步提升无人机电池管理装置的散热效果和整体性能。散热孔13的设置可以加速电池组01中的热量散发，降低装置的工作温度，提高散热效率，延长电池和整个装置的寿命。同时，壳体12的存在还能提供额外的保护，防止电子元件因外部碰撞或环境影响受损。这样的设计还增强了装置的稳定性和性能表现，提高了无人机电池管理装置的环境适应性。

在一个可选的实施例中，还设置有显示屏14和通信模块15，所述通信模块15用于采集各个模块的信息并输出至所述显示屏14进行显示。

在这个可选的实施例中，增加显示屏14为无人机电池管理装置提供更智能化和用户友好的操作体验。显示屏14实现了实时监测和显示功能，用户可以直接查看电池组01各项参数和状态，方便掌握装置的运行情况。通信模块15负责采集各个模块的信息，并将数据整合输出至显示屏14，使用户在一个界面上获取全面的电池信息，实现综合监控和管理。此外，通信模块15还支持数据导出和远程监控功能，用户可以将数据导出供后续分析和备份，并通过连接互联网实现远程监测电池状态。这样的设计为电池管理提供了便捷、高效和智能化的解决方案，提升了用户的操作便捷性和电池管理的综合性能。

在一个可选的实施例中，所述壳体12上连接有把手17。

具体的，所述壳体12的两侧设置有滑槽16，所述把手17通过所述滑槽16可滑动的连接与所述壳体12上，当所述把手17连接在所述滑槽16上时，所述把手17的外表面与所述壳体12的外表面平齐。

在这个可选的实施例中，通过在壳体12的两侧设置滑槽16，使得把手17可以通过滑动连接到壳体12上，并且当把手17连接在滑槽16上时，把手17的外表面与壳体12的外表面平齐。这个设计的原理是通过滑槽16连接的方式，使把手17能够灵活地滑动，方便用户在需要时将把手17拉出来使用，而在不需要时将把手17收回到壳体12上，保持装置的紧凑性。

对于滑槽16，可以在壳体12的两侧设计和加工出一条线性的凹槽，滑槽16可以采用金属壳体12的表面加工或塑料壳体12的模具设计来实现。把手17的设计需要考虑与滑槽16的配合，通常在把手17的两侧加工出与滑槽16相匹配的凸槽，以便把手17能够在滑槽16中灵活地滑动。将把手17的凸槽与壳体12的滑槽16相互配合，使把手17可以通过滑动连接到壳体12上。这可以通过合理的设计和尺寸匹配来实现，确保把手17能够平稳地滑动且不会过紧或过松。为了保证把手17在滑槽16中滑动时的稳定性，可以在滑槽16的一端或两端设置固定结构，以防止把手17从滑槽16中滑出。这可以是一个小凸起或凹槽，或者是一个弹簧式的锁定装置。

在一个可选的实施例中，还设置有电流调节模块18，所述电流调节模块18通过可调电阻或电流开关或者数字电流调节芯片实现。

通过以上实施例可以看出，本申请具有以下优点：

通过电池状态检测电路07，装置可以实时监测电池的状态参数，包括电压、电流和温度等。这可以帮助提前发现电池可能存在的问题，从而采取保护措施，避免电池过度充电、过放电或在高温环境下运行，从而延长电池的使用寿命。

平衡控制电路08能够监测和调整每个锂电池单体的电压，以保持电池组01内各个电芯的电压均衡。这对于长期使用电池组01来说非常重要，因为不同电芯的电压差异会影响整个电池组01的性能和寿命。

DC-DC模块04中设置相互串联的电源转换器09和稳压子模块10，可以稳定输出工作所需的电压。这意味着装置能够适应不同的电池组01配置和外部电子设备，具备更灵活的充电和放电控制功能。

C-DC充电模块能够将输入的交流电转换为适应所述电池组01充电的直流电。通过使用高效的AC-DC充电模块05，可以提高充电效率，减少能量损失，从而节省能源和缩短充电时间。

放电测试电路06用于进行电池的放电测试，并记录电池的放电数据。这样的数据记录可以帮助用户对电池性能进行分析和评估，以便做出更明智的决策。

整个无人机电池管理装置通过相互耦合的各个组件，能够提高电池组01的稳定性和安全性。通过监测和控制电池状态，确保电池组01在各种工作条件下都能稳定可靠地供电。

壳体上还可以设置有开关19，用于控制该装置的开启或者关闭。

需要说明的是，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申请。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申请的范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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 (7)

1.一种无人机电池管理装置，其特征在于，包括相互耦合的：

电池组、XT90接头、锂电池平衡接头、DC-DC模块、AC-DC充电模块、放电测试电路、电池状态检测电路以及平衡控制电路，所述XT90接头和锂电池平衡接头用于连接所述电池组与外部的组件，所述DC-DC模块中设置有相互串联的电源转换器和稳压子模块，用于稳定输出工作所需的电压，所述AC-DC充电模块用于将输入的交流电转换为适应所述电池组充电的直流电，所述放电测试电路用于进行电池的放电测试，记录电池的放电数据，所述电池状态检测电路用于监测电池的状态参数，所述状态参数包括电压、电流和温度，所述平衡控制电路用于监测和调整每个锂电池单体的电压，以保持电池组内各个电芯的电压均衡。

2.根据权利要求1中所述的无人机电池管理装置，其特征在于，还设置有散热风扇，所述散热风扇用于给所述电池组散热。

3.根据权利要求2中所述的无人机电池管理装置，其特征在于，还设置有壳体，所述壳体上设置有散热孔。

4.根据权利要求1中所述的无人机电池管理装置，其特征在于，还设置有显示屏和通信模块，所述通信模块用于采集各个模块的信息并输出至所述显示屏进行显示。

5.根据权利要求3中所述的无人机电池管理装置，其特征在于，所述壳体上连接有把手。

6.根据权利要求5中所述的无人机电池管理装置，其特征在于，所述壳体的两侧设置有滑槽，所述把手通过所述滑槽可滑动的连接与所述壳体上，当所述把手连接在所述滑槽上时，所述把手的外表面与所述壳体的外表面平齐。

7.根据权利要求1中所述的无人机电池管理装置，其特征在于，还设置有电流调节模块，所述电流调节模块通过可调电阻或电流开关或者数字电流调节芯片实现。