一种无人直升机用启动电源系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于动力电池管理系统领域，具体说是一种无人直升机用启动电源系统。
【背景技术】
[0002]无人直升机发动机启动时需要稳定的直流电源。目前铅酸电池常被用来作为无人直升机发动机启动电源的能量来源，但铅酸电池具有比能小、污染严重等缺点，并且缺少对电池的智能化管理和相应的安全保护，可靠性和稳定性差，同时由于铅酸电池特性导致在发动机启动所需的能量条件下，体积和重量较大。
[0003]锂电池作为新兴的能源，以其体积小、比能高，性能稳定，倍受青睐，本发明采用磷酸铁锂电池作为无人直升机启动电源的能量来源，使得在相同容量下，启动电源更加的小型化，减轻了无人直升机的载重，也减少了占用空间。同时配备了智能化的控制系统，提供了启动电源的完全性和稳定性，有效保障无人机的安全运行。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明提供一种性能稳定、体积小、成本低、可靠性高的无人直升机用启动电源系统。
[0005]本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:一种无人直升机用启动电源系统，采集模块一端连接锂电池组，采集锂电池组的电压、电流和温度信号，另一端连接微控制器模块，将采集到的信号发送到微控制器模块进行数据转换；
[0006]均衡管理模块一端连接微控制器模块，接收微控制器模块的均衡控制信号，另一端连接锂电池组，对锂电池组进行均衡控制；
[0007]供电输出模块一端连接微控制器模块，接收微控制器模块的控制信号，另一端连接锂电池组，用于对锂电池组进行输出控制，在输出电压较低或者出现严重安全故障时，自动切断与外部使用设备的连接；
[0008]限流控制模块一端连接微控制器模块，接收微控制器模块发送的限流控制信号，另一端连接锂电池组，对锂电池组的充电过程进行控制；
[0009]安全保护模块一端连接微控制器模块，接收微控制器模块发出的保护信号，另一端连接锂电池组，对锂电池组进行安全保护；
[0010]通讯模块连接微控制器模块，实现与微控制器模块之间的双向通信；
[0011 ] 存储模块连接微控制器模块，对微控制器模块的信息进行存储和读取。
[0012]所述供电输出模块包括顺序连接的二极管Dl和继电器Kl ;二极管Dl正极与锂电池组正极和限流模块输出正极连接，负极与限流模块输入正极和继电器Kl 一端连接；继电器Kl另一端与电源输出正连接，控制端与微处理器模块连接；限流控制模块的控制端与微处理器模块连接。
[0013]所述均衡管理模块包括多个均衡子模块，每个均衡子模块由均衡分流放电电路和均衡驱动电路组成。
[0014]所述均衡分流放电电路包括顺序连接的场效应管U1、功率电阻Rl和二极管Dl ;功率Rl —端与单体电池的负极连接，另一端与场效应管Ul的S极连接，场效应管Ul的D极与二极管Dl的负端连接，G极与相应的均衡驱动电路连接，二极管Dl与单体电池的正端连接，还与相邻的均衡子模块中均衡分流放电电路的功率电阻极连接。
[0015]所述均衡驱动电路包括顺序连接的电阻R2、光耦TLPl、电阻R3 ;电阻R3 —端接5V电源，另一端接光耦TLPl控制端正极，光耦TLPl控制端负极接微处理器，光耦TLPl通道正端接与R2 —端和Dl正端连接，通道负端与R2另一端和场效应管Ul的G极连接。
[0016]所述限流控制模块由顺序连接的控制输出电压和电流的频率开关K0，续流二极管DO,LO和CO组成的振荡电路，电压电流检测电阻RO以及电压反馈模块Vl和电流反馈模块Il组成；
[0017]所述限流控制模块输入为发电机的输出电源，输出为恒压限流后的电源。
[0018]本发明具有以下有益效果及优点:
[0019]1.本发明为无人直升机用启动电源系统，具有体积小，性能稳定，检测精度高，成本低，可靠性强等特点。
[0020]2.本发明具有恒压限流功能，能减少发电机大电流脉冲尖峰对电池组的损伤，延长电池组的使用寿命，也提供了启动电源的安全性。
[0021]3.本发明提供一种智能化的充电管理，能够实现电池组的自动充电与容量均衡。
【附图说明】
[0022]图1为一种无人直升机用启动电源系统框架图；
[0023]图2为限流模块原理示意图；
[0024]图3为供电输出模块原理示意图；
[0025]图4为均衡管理模块原理示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0027]如图1所TJK为一种无人直升机用启动电源系统框架图,一种无人直升机用启动电源系统，启动电源系统包括锂电池组和控制系统；
[0028]锂电池组为启动电源系统的能量来源，对外提供稳定的直流电源；
[0029]控制系统用于监测启动电源系统的数据信息、状态信息和故障信息，管理锂电池组的均衡充电和供电输出，保障启动电源的安全稳定运行。
[0030]所述的锂电池组由多个电芯模块串联组成,每个电芯模块由多个锂离子单体电池并联组成。
[0031]所述的控制系统包括微控制器模块、通讯模块、存储模块、限流控制模块、供电输出模块、均衡管理模块、采集模块和安全保护模块；微控制器模块:根据采集模块的电源数据信息，控制限流控制模块、供电输出模块、均衡管理模块以及安全保护模块，并将电源数据信息和状态信息通过通讯模块发送给外部设备控制器，并存储到存储模块。限流控制模块:用于锂电池组充电过程中恒压限流，能将充电电压限制在恒定值，充电电流限制在1A以下，以防止大电流冲击造成电池组的损伤。供电输出模块:用于启动电源输出控制，在输出电压较低，或者出现严重安全故障时，自动切断与外部使用设备的连接。均衡管理模块:用于锂电池组充电过程中减少单体电池容量之间的差异。通讯模块采用RS422通讯，实现与外部设备的信息交互。存储模块为非挥发性记忆模块，用于存储电池组电压、电流、温度和电源系统的故障信息。采集模块用于采集单体电池电压，电池组温度和电流，为其他模块提供基础数据支撑。
[0032]安全保护模块用于启动电源系统运行过程中的安全保护，防止启动电源过压、超温、短路等故障的发生。启动电源系统分为三级保护，第一级保护为显示报警信息，当启动电源系统的数据信息超过其设定的一级保护阈值时，以指示灯形式显示，并通过通讯模块发送给外部设备控制器；第二级保护为显示报警信息并通过供电