具有多备份通讯主机的电池管理系统及飞行器技术方案

本发明专利技术提出一种具有多备份通讯主机的电池管理系统及飞行器，涉及无人驾驶航空器技术领域，本发明专利技术提出的电池管理系统中，具有多套独立的动力电池组件，且采用多备份通讯主机的设计，并考虑硬件失效概率和冗余裕度，在所有电池管理单元中选择部分电池管理单元作为备份储备通讯主机，提高飞行器通信上的容错率和可靠性，保障飞行器可靠获取安全飞行所需的电池数据，提高了飞行器电源管理的可靠性，保障了飞行器的飞行安全。了飞行器的飞行安全。了飞行器的飞行安全。

【技术实现步骤摘要】
具有多备份通讯主机的电池管理系统及飞行器


[0001]本专利技术涉及无人驾驶航空器
，特别是涉及一种具有多备份通讯主机的电池管理系统及飞行器。

技术介绍

[0002]现有的电动多旋翼飞行器一般只有一个电池或者多个电池，多个电池串联或并联组成的一组电池包可作为飞行所需的电源。
[0003]当通过多个电池串联形成一组电池包时，若其中任意一个电池发生短路故障，整个电池组将停止对外提供电能，致使整个飞行器失去动力，无法正常飞行，更为严重时，可能会瞬间引发火灾，使得飞行器燃烧坠毁，而通过多个电池并联的形式可避免飞行器因某一个电池故障而失去动力，如现有技术中公开了一种多旋翼载人飞行器的电源管理系统及飞行器，通过提高电动飞行器电源的冗余度，设置多组电池单元并联进行供电，而且电池单元内也具备电路保护功能，当某组电池单元出现故障时，控制断开该组电池单元，此时其它组电池单元继续为飞行器输出动力，但这种电动多旋翼飞行器的电源管理单元往往仅有一个通信主机与飞行控制系统进行数据通信，当该电源管理单元出现故障，将使得飞行器对于电池电量、温度、电流等状态数据的丢失，极大影响飞行器的飞行安全。

技术实现思路

[0004]为解决当前飞行器的电池管理通信可靠性差的问题，本专利技术提出一种具有多备份通讯主机的电池管理系统及飞行器，提高系统通信上的容错率和可靠性，保障飞行器可靠获取安全飞行所需的电池数据。
[0005]为了达到上述技术效果，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种具有多备份通讯主机的电池管理系统，包括N套并联的动力电池组件，N套并联的动力电池组件中共N个电池管理单元，N个电池管理单元中有M个电池管理单元作为备份储备通讯主机，M﹤N，每一个备份储备通讯主机均能将N套并联的动力电池组件的数据转发至整机ALLCAN网络。
[0007]本技术方案提出的具有多备份通讯主机的电池管理系统具有多套独立的动力电池组件，采用多备份通讯主机的设计，并考虑硬件失效概率和冗余裕度，在所有电池管理单元中选择部分电池管理单元作为备份储备通讯主机，提高飞行器通信上的容错率和可靠性，保障飞行器可靠获取安全飞行所需的电池数据，提高了飞行器电源管理的可靠性，保障了飞行器的飞行安全。
[0008]优选地，每一套动力电池组件均包括一个电池管理单元、电池保护组件及动力电池包，所述电池保护组件包括熔断器FU、霍尔电流传感器H及继电器K，在每一个动力电池组件内，动力电池包的负极端连接至飞行器母线正极，动力电池包的正极端连接熔断器FU的一端，熔断器FU的另一端从霍尔电流传感器H的中间孔洞穿过、并连接至继电器K的第一触点，继电器K的第二个触点连接至飞行器母线负极，霍尔电流传感器H的信号采集线连接电
池管理单元，以实现实时的电流检测；继电器K的线圈端子连接电池管理单元，电池管理单元根据接收到的CAN通讯指令，控制继电器K的线圈端子的通断，以控制其所在的动力电池组件是否参与到飞行器的充放电状态。
[0009]在此，动力电池组件中包括电池保护组件，能在动力电池组件发生短路故障时，迅速切断该套动力电池组件的回路，避免飞行器因某一电池短路故障而失去动力。
[0010]优选地，当动力电池包所在的回路发生故障或异常时，回路电流升高，当回路电流升高至熔断器FU的熔断阈值时，熔断器FU自动熔断，回路断开，起到保护电路组件的作用，避免动力电池组件因短路故障发生而遭受损坏。
[0011]优选地，每一个电池管理单元采集和管理其所在的动力电池组件的数据，并将数据进行通讯传输，所述的数据包括电压、电流、温度、SOC状态及压差。
[0012]优选地，每一个电池管理单元上设有三路CAN接口，三路CAN接口中的第一路CAN接口CAN1为硬件调试口，三路CAN接口中的第二路CAN接口CAN2连接CAN2网络，将飞行器的N套动力电池组件组成电池管理系统内部的CAN网络，三路CAN接口中的第三路CAN接口CAN3与外部设备通讯，连接整机ALLCAN网络。
[0013]优选地，在M个作为备份储备通讯主机的电池管理单元中，以电池管理单元ID大小为备份储备通讯主机优先级设置标准，电池管理单元ID越小，该电池管理单元ID优先级越高，若当前的通讯主机故障，在M个电池管理单元中，选择电池管理单元ID处于最小位置的电池管理单元作为新的通讯主机，将N套并联的动力电池组件的数据转发至整机ALLCAN网络。
[0014]在此，对于电池管理系统中的每一个电池管理单元均可以作为通讯主机，为避免硬件失效概率和冗余裕度，在所有电池管理单元中选择部分电池管理单元作为备份储备通讯主机，若当前的通讯主机故障，在M个电池管理单元中，选择电池管理单元ID处于最小位置的电池管理单元作为新的通讯主机，保障飞行器可靠获取安全飞行所需的电池数据，提高了飞行器电源管理的可靠性，保障了飞行器的飞行安全。
[0015]优选地，动力电池包由锂离子聚合物电芯组成。
[0016]优选地，动力电池包的pack外壳结构采用1.0mm厚防火玻纤板加固，且内置温度传感器，动力电池包安装在飞行器底盘内部，采用柔性固定，避免电池组直接受到拉压力，同时减轻机体振动对电池的影响。
[0017]一种通讯主机备份储备方法，所述方法用于电池管理系统中备份储备通讯主机的选择，包括以下步骤：
[0018]S1.设置电池管理系统中电池管理单元ID；
[0019]S2.以电池管理单元ID大小作为备份储备通讯主机优先级设置标准，电池管理单元ID越小，该电池管理单元ID优先级越高；
[0020]S3.确认电池管理系统中当前的通讯主机是否故障，若当前通讯主机故障，在M个电池管理单元中，选择电池管理单元ID处于最小位置的电池管理单元作为新的通讯主机；
[0021]S4.新的通讯主机将N套并联的动力电池组件的数据转发至整机ALLCAN网络。
[0022]本申请还提出一种飞行器，所述飞行器上设有所述的具有多备份通讯主机的电池管理系统。
[0023]与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：
[0024]本专利技术提出一种具有多备份通讯主机的电池管理系统及飞行器，电池管理系统中包括若干动力电池组件，每个动力电池组件中均有一个电池管理单元，电池管理系统采用了多备份通讯主机的设计，并考虑硬件失效概率和冗余裕度，在所有电池管理单元中选择部分电池管理单元作为备份储备通讯主机，在通讯主机备份储备时，以电池管理单元ID大小作为备份储备通讯主机优先级设置标准，电池管理单元ID越小，该电池管理单元ID优先级越高，若当前通讯主机故障，选择电池管理单元ID处于最小位置的电池管理单元作为新的通讯主机，提高了飞行器通信上的容错率和可靠性，保障飞行器可靠获取安全飞行所需的电池数据，提高了飞行器电源管理的可靠性，保障了飞行器的飞行安全。
附图说明
[0025]图1表示本专利技术实施例1中提出的具有多备份通讯主机的电池管理系统的结构连接示意图；
[0026]图2表示本专利技术实施例1中提出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有多备份通讯主机的电池管理系统，其特征在于，包括N套并联的动力电池组件，N套并联的动力电池组件中共N个电池管理单元，N个电池管理单元中有M个电池管理单元作为备份储备通讯主机，M﹤N，每一个备份储备通讯主机均能将N套并联的动力电池组件的数据转发至整机ALLCAN网络。2.根据权利要求1所述的具有多备份通讯主机的电池管理系统，其特征在于，每一套动力电池组件均包括一个电池管理单元、电池保护组件及动力电池包，所述电池保护组件包括熔断器FU、霍尔电流传感器H及继电器K，在每一个动力电池组件内，动力电池包的负极端连接至飞行器母线正极，动力电池包的正极端连接熔断器FU的一端，熔断器FU的另一端从霍尔电流传感器H的中间孔洞穿过、并连接至继电器K的第一触点，继电器K的第二个触点连接至飞行器母线负极，霍尔电流传感器H的信号采集线连接电池管理单元，以实现实时的电流检测；继电器K的线圈端子连接电池管理单元，电池管理单元根据接收到的CAN通讯指令，控制继电器K的线圈端子的通断，以控制其所在的动力电池组件是否参与到飞行器的充放电状态。3.根据权利要求2所述的具有多备份通讯主机的电池管理系统，其特征在于，当动力电池包所在的回路发生故障或异常时，回路电流升高，当回路电流升高至熔断器FU的熔断阈值时，熔断器FU自动熔断，回路断开。4.根据权利要求2所述的具有多备份通讯主机的电池管理系统，其特征在于，每一个电池管理单元采集和管理其所在的动力电池组件的数据，并将数据进行通讯传输，所述的数据包括电压、电流、温度、SOC状态及压差。5.根据权利要求4所述的具有多备份通讯主机的电池管理系统，其特征在于，每一个电池管理单元上设有三路CAN接口，三路CAN接口中的第一路CAN接口CAN1为硬件调试口，三路CAN接口中...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡华智，陈肯镇，
申请(专利权)人：亿航智能设备广州有限公司，
类型：发明
国别省市：