电池和具有该电池的无人飞行器制造技术

电池包括电源(21)和电源电路(22)。所述电源电路(22)连接至所述电源(21)。所述电源可通过所述电源电路进行放电。电子开关(220)可以控制所述电源的通电或断电，从而避免在通电过程中产生火花，并允许所述电池正常使用且保证飞行器的安全。本发明专利技术还提供一种具有所述电池的飞行器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交叉引用本申请要求2013年12月6日提交的CN 201310659214.5的优先权；上述申请的揭露内容以引用的方式全部并入本文中。
技术介绍
无人载运工具，如无人飞行器(unmanned aerial vehicle，UAV)，可以用于在军事或民事应用中执行监视、侦察和勘探任务。这样的无人载运工具一般包括推进系统，用于远程控制和/或与周围环境一起自主运动。例如，无人载运工具可包括电源来为无人载运工具的装置(如推进系统)供电。然而，无人载运工具现有的电池系统或动力输出控制系统都不太理想。例如，传统上用于UAV的电池可能具有极大的电流，而且可能缺乏放电控制机构。传统的电池也没有电源水平的指示器。
技术实现思路
因此，需要一种具有改进的放电控制机构的电源，如电池。前述电池可以使用机电开关来进行电池的放电控制，或可以通过电池与电气设备之间的接口来控制放电。然而，在连接两个装置之间的接口的过程中，或在机电开关闭合时，接触点处可能会产生火花。火花可能具有至少两种有害作用。第一，火花会带来瞬间的高电压，往往高出电池电压2至3倍。这种高电压会损坏电气设备。第二，火花会烧蚀接触点，导致接触点电阻增加或连接不良，这样会存在安全风险(例如，对于可移动物体，如无人飞行器(UAV)来说)。另外，由于电流很大而且缺少充电/放电保护，因此电池常因过充电和/或过放电而受损。也有可能由于过充电而导致电池爆炸或鼓
胀。另外，用户被迫依靠测量电压来确定剩余的电池电量，这种方法可能极不准确。电池耗尽可能非常危险(例如，在UAV飞行过程中)。由于这些原因，本专利技术提供一种带有多功能保护板的电源，该多功能保护板可以提供充电和放电保护以及电源容量计算。进一步地，可以通过控制电子电力部件来控制向外部提供的电力。本专利技术的一方面是关于一种电源控制组件，包括：适于为无人飞行器(UAV)供电的电源，和连接至所述电源的电源电路，其中所述电源通过所述电源电路放电来为需要供电的装置供电，其中所述电源电路包括电子开关和输入装置，所述电子开关与所述电源电性连接，用于控制电源的通电或断电，所述输入装置与所述电子开关电性连接，用于控制电子开关的导通或断开状态。在某些实施方式中，所述需要供电的装置包括UAV的推进单元。所述推进单元可以包括一个或多个带有可旋转桨叶的转子，且其中所述电源使包括桨叶的转子旋转，从而为UAV产生升力。本专利技术的另一方面是关于一种无人飞行器(UAV)，包括：需要供电的装置；用于为所述需要供电的装置供电的电源，和连接至所述电源的电源电路，其中所述电源通过所述电源电路放电来为需要供电的装置供电，其中所述电源电路包括电子开关和输入装置，所述电子开关与所述电源电性连接，用于控制电源的通电或断电，所述输入装置与所述电子开关电性连接，用于控制电子开关的导通或断开状态。所述需要供电的装置可以包括UAV的推进单元。所述推进单元可以包括一个或多个带有可旋转桨叶的转子，且其中所述电源使包括桨叶的转子旋转，从而为UAV产生升力。在某些实施方式中，电源电路可进一步包括电力测量装置和指示装置，所述电力测量装置与电源电性连接，且被配置成用于计算电源的电量水平，以及所述指示装置与电力测量装置电性连接，且被配置成用于指示电源的剩余电量百分比。
电力测量装置可以包括电流采样装置，其被配置成用于在电源放电过程中收集电流，且其中电力测量装置被配置成用于收集电流采样装置收集的电流并计算电源的电量水平。电源的电量水平可以基于测量所消耗能量的量来计算。或者，电源的电量水平不是基于测量电源的电压降来计算的。可选地，指示装置可包括多个指示灯，而且同时点亮的指示灯的数量能够对应电源的电量水平百分比。另外，可以提供接口，其被配置成用于访问电源的电量水平和电源的电压。电子开关可以采用固态电子器件。在某些实施方式中，电子开关不包括任何带有活动部的装置。电子开关可以包括功率MOSFET、固态继电器、功率晶体管或绝缘栅双极晶体管中的一者。电源的电量水平可以用一个或多个LED灯来显示。第一个LED灯激活可指示电源剩余约0％至约25％之间的电量。第二个LED灯激活可指示电源剩余约25％至约50％之间的电量。第三个LED灯激活可指示电源剩余约50％至约75％之间的电量。第四个LED灯激活可指示电源剩余约75％至约100％之间的电量。输入装置可以包括按钮开关、机械开关、电位器、或传感器中的一种。在某些实施方式中，传感器至少包括触摸传感器、光传感器或音频传感器。根据本专利技术的实施方式，可以提供一种电源外壳，所述电源外壳包括底件和盖件，所述底件在第一末端具有开口，所述盖件密封底件的开口，其中电源安置于底件中，且其中电子开关、输入装置、电力测量装置和指示装置都安置于电路板上。电源可以包括电池或电池组。在某些实施方式中，电源电路重量与电源重量之间的比率小于1:11。电源与电源电路的结合重量可小于约400克。电源可以产生至少约100毫安的电流。电源可以产生最多约40安培的电流。UAV在没有重新充电的情况下能飞行至少约25分钟。根据本专利技术的另一方面，可以提供一种电源控制组件。所述电源控制组件可以包括：适于为无人飞行器(UAV)供电的电源；和微控制器单元(MCU)，其与电源连接且能执行下述中的至少一项(i)控制电源的放电、(ii)计算电源的电量水平、(iii)电源的短路保护、(iv)电源的过度充电保护、(v)电源的过度放电保护、(vi)平衡包括电源的电池之间的电量水平、(vii)在温度超出某一温度范围时，阻止电源充电、或(viii)与外部装置进行信息通信。此外，本专利技术的一方面是关于一种无人飞行器(UAV)，包括：需要供电的推进单元；为推进单元供电的电源；和微控制器单元(MCU)，其能够执行下述中的至少一项(i)控制电源的放电、(ii)计算电源的电量水平、(iii)电源的短路保护、(iv)电源的过度充电保护、(v)电源的过度放电保护、(vi)平衡包括电源的电池之间的电量水平、(vii)在温度超出某一温度范围时，阻止电源充电、或(viii)与外部装置进行信息通信。MCU可以能够执行(i)至(viii)中的至少两项。MCU可以至少能够执行(i)和(ii)。MCU可以至少能够执行(iv)和(v)。MCU的重量可小于约1克。在某些实施方式中，与外部装置通信包括向外部装置提供有关电源的状态信息。与外部装置通信可进一步包括接收来自外部装置的信息。可以提供一种与所述电源连接的电源电路，其中电源通过电源电路放电来为无人飞行器供电，其中电源电路包括电子开关和输入装置，所述电子开关与电源电性连接，用于控制电源的通电或断电，所述输入装置与电子开关电性连接，用于控制电子开关的导通或断开状态。推进单元可以包括一个或多个带有可旋转桨叶的转子，其中电源使包括桨叶的转子旋转，因此为UAV产生升力。在某些实施方式中，电源电路可进一步包括电力测量装置和指示装置，所述电力测量装置与电源电性连接，且被配置成用于计算电源的电量水平，以及所述指示装置与电力测量装置电性连接，且被配置成用于指示电源的剩余电量百分比。电力测量装置可以包括电流采样装置，其被配置成用于在电源放电过程中收集电流，且其中电力测量装置被配置成用于收集电流采样装置收集的电流并计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源控制组件，包括：电源，其适于为无人飞行器(UAV)供电；以及连接至所述电源的电源电路，其中所述电源通过所述电源电路放电来为需要供电的装置供电，其中所述电源电路包括电子开关和输入装置，所述电子开关与所述电源电性连接，用于控制所述电源的通电或断电，所述输入装置与所述电子开关电性连接，用于控制所述电子开关的导通或断开状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.06 CN 20131065921451.一种电源控制组件，包括：电源，其适于为无人飞行器(UAV)供电；以及连接至所述电源的电源电路，其中所述电源通过所述电源电路放电来为需要供电的装置供电，其中所述电源电路包括电子开关和输入装置，所述电子开关与所述电源电性连接，用于控制所述电源的通电或断电，所述输入装置与所述电子开关电性连接，用于控制所述电子开关的导通或断开状态。2.如权利要求1所述的电源控制组件，其中所述需要供电的装置包括所述无人飞行器的推进单元。3.如权利要求2所述的电源控制组件，其中所述推进单元包括一个或多个带有可旋转桨叶的转子，且其中所述电源使所述包括桨叶的转子旋转，从而为所述无人飞行器产生升力。4.如权利要求1所述的电源控制组件，其中所述电源电路进一步包括电力测量装置和指示装置，所述电力测量装置与所述电源电性连接，且被配置成用于计算所述电源的电量水平，以及所述指示装置与所述电力测量装置电性连接，且被配置成用于指示所述电源的剩余电量百分比。5.如权利要求4所述的电源控制组件，其中所述电力测量装置包括电流采样装置，其被配置成用于在所述电源放电过程中收集电流，且其中所述电力测量装置被配置成用于收集所述电流采样装置收集的电流并计算所述电源的电量水平。6.如权利要求4所述的电源控制组件，其中所述电源的电量水平是基于测量所消耗能量的量来计算的。7.如权利要求4所述的电源控制组件，其中所述电源的电量水平不是基于测量所述电源的电压降来计算的。8.如权利要求4所述的电源控制组件，其中所述指示装置包括多个指示灯，且其中同时点亮的指示灯的数量对应所述电源的电量水平百分比。9.如权利要求4所述的电源控制组件，进一步包括接口，其被配置成用于访问所述电源的电量水平和所述电源的电压。10.如权利要求1所述的电源控制组件，其中所述电子开关采用固态电子器件。11.如权利要求1所述的电源控制组件，其中所述电子开关不包括任何带有活动部的装置。12.如权利要求1所述的电源控制组件，其中所述电子开关包括功率MOSFET、固态继电器、功率晶体管或绝缘栅双极晶体管(IGBT)中的一者。13.如权利要求1所述的电源控制组件，其中所述输入装置包括按钮开关、机械开关、电位器或传感器中的一种。14.如权利要求13所述的电源控制组件，其中所述传感器至少包括触摸传感器、光传感器或音频传感器。15.如权利要求1所述的电源控制组件，进一步包括电源外壳，所述电源外壳包括底件和盖件，所述底件在第一末端具有开口，所述盖件密封所述底件的开口，其中所述电源安置于所述底件中，且其中所述电子开关、输入装置、电力测量装置和指示装置都安置于电路板上。16.如权利要求1所述的电源控制组件，其中所述电源包括电池或电池组。17.如权利要求1所述的电源控制组件，其中所述电源电路的重量与所述电源的重量之间的比率小于1:11。18.如权利要求1所述的电源控制组件，其中所述电源与电源电路的重量小于约400克。19.如权利要求1所述的电源控制组件，其中所述电源产生至少约100毫安的电流。20.如权利要求1所述的电源控制组件，其中所述电源产生最多约40安培的电流。21.一种无人飞行器(UAV)，包括：需要供电的装置；电源，用于为所述需要供电的装置供电；以及连接至所述电源的电源电路，其中所述电源通过所述电源电路放电来为所述需要供电的装置供电，其中所述电源电路包括电子开关和输入装置，所述电子开关与所述电源电性连接，用于控制所述电源的通电或断电，所述输入装置与所述电子开关电性连接，用于控制所述电子开关的导通或断开状态。22.如权利要求21所述的无人飞行器，其中所述需要供电的装置包括所述无人飞行器的推进单元。23.如权利要求22所述的无人飞行器，其中所述推进单元包括一个或多个带有可旋转桨叶的转子，且其中所述电源使所述包括桨叶的转子旋转，从而为所述无人飞行器产生升力。24.如权利要求21所述的无人飞行器，其中所述电源电路进一步包括电力测量装置和指示装置，所述电力测量装置与所述电源电性连接，且被配置成用于计算所述电源的电量水平，以及所述指示装置与所述电力测量装置电性连接，且被配置成用于指示所述电源的剩余电量百分比。25.如权利要求21所述的无人飞行器，其中所述电子开关采用固态电子器件。26.如权利要求21所述的无人飞行器，其中所述电子开关包括功率MOSFET、固态继电器、功率晶体管或绝缘栅双极晶体管(IGBT)中的一种。27.如权利要求21所述的无人飞行器，其中所述无人飞行器在没有重新充电的情况下能飞行至少约25分钟。28.一种电源控制组件，包括：电源，其适于为无人飞行器(UAV)供电；以及微控制器单元(MCU)，其与所述电源联接且能够执行下述中的至少一项(i)控制所述电源的放电、(ii)计算所述电源的电量水平、(iii)所述电源的短路保护、(iv)所述电源的过度充电保护、(v)所述电源的过度放电保护、(vi)平衡包括所述电源的电池之间的电量水平、(vii)在温度超出某一温度范围时，阻止所述电源充电、或(viii)与外部装置进行信息通信。29.如权利要求28所述的电源控制组件，其中所述微控制器单元能够执行(i)至(viii)中的至少两项。30.如权利要求29所述的电源控制组件，其中所述微控制器单元至少能够执行(iv)和(v)。31.如权利要求28所述的电源控制组件，其中与所述外部装置通信包括向...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵涛，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44