一种无人机用充电电池电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无人机用充电电池电源，包括充电电池、超级电容器、控制计时模块、自动能量回收系统和多个开关，多个开关分别与控制计时模块的输出端相连，充电电池的输出端与第一开关相连，第一开关与超级电容器的输入端相连，超级电容器的输出端与第二开关相连，第二开关与负载的输入端相连；控制计时模块的输出端与第三开关相连，第三开关与制动回路系统的电源接口相连。本实用新型专利技术扩大了电池的容积，无污染，有利于保护环境。电池组的工作电压达到14.4V,动力性能好，可以满足15C放电要求。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机用充电电池电源
本技术属于电动电池
，特别涉及一种无人机用充电电池电源。
技术介绍
随着现代社会信息化和智能化的高速发展，以及环境污染和能源匮乏日渐严重，社会对蓄电器件的容量和输出功率要求越来越高，锂离子电池和电容器等成为当前研究热点。锂离子电池行业中，以三元材料制成的三元电池，因其循环性能好，能量密度高等优点，逐步应用于新能源汽车上，但与此同时，三元材料电芯在安全性能方面，特别是针刺测试上容易存在起火爆炸的现象，不能通过安全性能检测，限制了其在动力电池的大规模应用。当三元电池组在不同工况环境中运行时，伴随载体的震动、惯性，甚至碰撞，当上述情况超出载体承受标准，并引发电池箱变形，刺破等情况时，其最终受力点均会传导到电芯本身，一但电芯因此发生刺穿、漏液，三元电芯的化学特性会导致其迅速起火。在良性的产业发展中，为了扩大三元电池的使用范围，使其广泛应用于各种不同交通工具，安全性设计是当务之急，但大部份电池组生产厂家的结构设计理念依旧类同于磷酸铁锂电池组，仅满足能量密度，续航里程，三防等方面，而未做更进一步的安全防护性设计，仅有的防护方法，亦只是加强电池箱体的耐碰撞能力，唯此一种防护措施，一但箱体变形，内部依旧无法避免上述起火危险。锂离子电池具有能量密度高、自放电率低等优点，但倍率性能不理想，功率密度较低，而且锂离子电池的电压范围在3.0～4.1V之间，高于4.1V时，电池正极材料和电解液不稳定、易氧化，负极表面易析锂形成锂枝晶，带来安全隐患。电容器虽然具有功率密度高、循环寿命长等优点，但能量密度相对较低，而且自放电率较大。为了满足高能量密度、高输出特性以及安全的需求，近年来，将锂离子电池和电容器的蓄电原理结合、被称之为混合式电容器的蓄电装置引人注目。但是，目前将锂离子电池与电容器的联用多局限在锂离子电池和活性炭双层电解电容器联用，一般把活性炭材料加入到锂离子电池的活性材料中，如中国专利申请CN103021671A提出了一种锂离子电池电容器，通过在正极活性材料中加入活性炭和在负极活性材料中加入软碳或硬碳形成双电层活性炭电容器，使其制备的锂离子电池电容器同时具有锂离子电池高能量密度和电容器高公路的特点，拓宽了其使用的温度范围和电压范围，具有优良的电量(电荷)保持率。但是，在其技术方案中，活性碳占正极活性材料容量的5.0％～50.0％，软碳或硬碳等A类材料占负极活性材料容量的50.0％～95.0％，严重降低了锂离子电池的能量密度；而且，把诸如软碳或硬碳等A类材料加入负极材料、活性炭加入正极材料中，在加工过程在正极和负极的混浆过程即需要加入，不仅加工难度较大不利于生产效率的提升，而且给正负极打浆过程造成诸多不确定因素，产品品质严重依赖于混浆的均匀性，品质风险过高。与此同时。镍钴锰三元材料作为常用的锂离子电池正极材料，具有能量密度高、振实密度高的特点，也同时存在安全性差、耐高温性差、寿命差、大功率放电差、元素有毒(镍钴锰三元锂离子电池大功率充放电后温度急剧升高，高温后释放氧气极容易燃烧)，直接限制了镍钴锰三元材料在锂离子电池的推广应用。现有的充电电池包括镍镉电池、镍氢电池、锂聚合物电池等不同种类，普通的一次性电池的电压是1.5V，而镍氢电池、镍镉电池的电压是1.2V，在很多情况下无法替代一次性电池；锂聚合物电池的电压可以达到3.7V，完全能够替代一次性电池，并且锂聚合物电池的能量密度是镍镉电池的2.5倍，是镍氢电池的1.8倍，因此在电池容量相等的情况下，锂聚合物电池比镍镉电池、镍氢电池的体积更小、重量更轻。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无人机用充电电池电源。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的:一种无人机用充电电池电源，包括充电电池、超级电容器、控制计时模块、自动能量回收系统和多个开关，多个开关分别与控制计时模块的输出端相连，充电电池的输出端与第一开关相连，第一开关与超级电容器的输入端相连，超级电容器的输出端与第二开关相连，第二开关与负载的输入端相连；控制计时模块的输出端与第三开关相连，第三开关与制动回路系统的电源接口相连。所述超级电容器是干电极超级电容器。所述多个开关为自动切换开关。所述充电电池的电芯是半固态聚合物钴酸锂。所述充电电池包括外部充电接口。所述充电电池包括圆柱形壳体，壳体的上端和下端分别为正极和负极，在正极和负极之间设置聚合物隔膜。所述隔膜是PE隔膜、PP隔膜或PE/PP复合隔膜。所述壳体上还设有灌注孔，用于注入绝缘保护液。所述绝缘保护液为灭火剂材料。所述壳体表面包覆有耐磨材料结构层。本技术的有益效果是:本技术扩大了电池的容积，无污染，有利于保护环境。所述充电电池的充电截止电压为4.2V，电池容量为5.8Ah。该型号电池组特性，电池组的工作电压达到14.4V,动力性能好，可以满足15C放电要求，适用无人机使用。附图说明图1为本技术无人机用充电电池电源的结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本技术进一步详细说明。如图1所示，一种无人机用充电电池电源，作为本技术的一个实施例，它包括充电电池、超级电容器、控制计时模块、开关1、开关2、开关3和自动能量回收系统。其中，控制计时模块能触发开关1切断或者连通充电电池与超级电容器之间的连接线路；控制计时模块能够触发开关2切断或者连通超级电容器与负载之间的连接线路；控制计时模块能够触发开关3切断或者连通超级电容器与自动能量回收系统之间的连接线路，进而控制制动能量回收系统对超级电容器进行快速充电。而且，使用半固态聚合物铿离子电池作为充电电池，具有容量密度高、安全性好的特点。使用超级电容器能够实现快速充放电，同时控制计时模块对充放电时间进行计时，防止过充对超级电容器产生破坏，同时超级电容器能够对实现大电流快速放电，在无人机启动时提供短时间的大电流供电。通过充电电池与超级电容器连接线路上的开关1，可以启动充电电池对超级电容器充电，这样形成一个循环、安全、高效的无人机用充电电池电源。所述充电电池包括圆柱形壳体，壳体的上端和下端分别为正极和负极，在正极和负极之间设置聚合物隔膜，所述隔膜是PE隔膜、PP隔膜或PE/PP复合隔膜。壳体的表面设置有充电孔。充电孔设置在壳体的侧壁，充电孔中设置有USB接口。壳体中设置有电芯、电芯的电解质为半固态聚合物钴酸锂。所述充电电池的充电截止电压为4.2V，电池容量为5.8Ah。该型号电池组特性：电池组工作电压14.4V,动力性能好，可以满足15C放电要求，适用无人机使用。以上对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施方式而已，并不用于限定本技术的保护范围，凡在本技术的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机用充电电池电源，其特征在于，包括充电电池、超级电容器、控制计时模块、自动能量回收系统和多个开关，多个开关分别与控制计时模块的输出端相连，充电电池的输出端与第一开关相连，第一开关与超级电容器的输入端相连，超级电容器的输出端与第二开关相连，第二开关与负载的输入端相连；控制计时模块的输出端与第三开关相连，第三开关与制动回路系统的电源接口相连。

【技术特征摘要】
1.一种无人机用充电电池电源，其特征在于，包括充电电池、超级电容器、控制计时模块、自动能量回收系统和多个开关，多个开关分别与控制计时模块的输出端相连，充电电池的输出端与第一开关相连，第一开关与超级电容器的输入端相连，超级电容器的输出端与第二开关相连，第二开关与负载的输入端相连；控制计时模块的输出端与第三开关相连，第三开关与制动回路系统的电源接口相连。2.根据权利要求1所述无人机用充电电池电源，其特征在于，所述超级电容器是干电极超级电容器。3.根据权利要求1所述无人机用充电电池电源，其特征在于，所述多个开关为自动切换开关。4.根据权利要求1所述无人机用充电电池电源，其特征在于，所述充电电池的电芯是半固态聚合物钴酸锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫，裴晶，李磊，
申请(专利权)人：国科工信北京新能源科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11