一种电动载人飞行器中基于CAN总线的电源监测系统的制作方法

一种电动载人飞行器中基于can总线的电源监测系统
技术领域
1.本实用新型是一种电动载人飞行器中基于can总线的电源监测系统，属于电源电量监测技术领域。


背景技术：

2.电动多旋翼飞行器作为载人飞行器得一个发展方向，对比传统的小型多旋翼飞行器，载重从几公斤及提高到几百公斤级，从而要求更大功率更多的旋翼，同时也许配套更多的电池来提高续航能力。
3.在多旋翼、大尺寸、多电池的设计要求下，飞行器必须采用分布式电池布局方案，从而保证飞行器重心的合理性。在电池分布离散、数量众多的情况下，传统的集中式电池管理方案存在布线复杂、接口繁多、抗干扰能力不足等缺点，存在可靠性差的安全隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种电动载人飞行器中基于can总线的电源监测系统，针对大载重、多旋翼的大型载人飞行器电池离散分布的特点，基于can总线网络进行分布式设计，每个旋翼电机的电池组单独配套电池管理模块，有效减短电池大功率输出的走线距离，彻底解决线损以及长距离布线带来的增重问题、抗干扰不足而造成安全隐患问题，为电动载人飞行器电池管理提供一个安全可靠的解决方案。
5.为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种模块化新型预付费流量控制仪，包括can总线，通过can总线集成多个分布在载人飞行器各个旋翼配套电池组的电池管理模块，电池管理模块包括电池管理模块主机和若干电池管理模块从机。
7.进一步的，所述电池管理模块主机包括控制单元、温度检测、电压检测、电流检测、北斗通信、充电管理、放电管理、热管理和组网级联通信，控制单元连接温度检测、电压检测、电流检测、北斗通信、充电管理、放电管理、热管理和组网级联通信。
8.进一步的，所述控制单元包括芯片u101a、芯片u101b和芯片u101c，芯片u101a、芯片u101b和芯片u101c的型号为s698
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fbga352，s698
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fbga352为控制单元101的中央处理器。
9.进一步的，所述控制单元还包括芯片u708，芯片u708的型号为74lvc138ad，芯片u708的1脚连接有芯片u101a的w13脚，芯片u708的2脚连接有芯片u101a的y12脚，芯片u708的3脚连接有芯片u101a的y11脚，芯片u708的4脚和5脚连接有电阻r718一端和芯片u101a的y6脚，电阻r718另一端接vcc_3.3v电源。
10.进一步的，所述控制单元还包括芯片u405，芯片u405的型号为74hc08d，芯片u405的1脚连接有芯片u708的15脚，芯片u405的2脚连接有芯片u708的14脚，芯片u405的4脚连接有芯片u708的13脚，芯片u405的5脚连接有芯片u708的11脚。
11.进一步的，所述控制单元还包括芯片osc101，芯片osc101的1脚和4脚连接有电容
c102一端、电容c125一端和电感l1044一端，电容c102另一端和电容c125另一端接地，电感l1044另一端接vcc_3.3v，芯片osc101的3脚连接有电阻r152一端，电阻r152另一端连接有电容c136一端和芯片u101a的y4脚，电容c136另一端接地。
12.进一步的，所述控制单元还包括芯片osc102，芯片osc102的1脚和4脚连接有电容c103一端、电容c135一端和电感l1043一端，电容c103另一端和电容c135另一端接地，电感l1043另一端接vcc_3.3v，芯片osc102的3脚连接有电阻r153一端，电阻r153另一端连接有电容c137一端和芯片u101a的w5脚，电容c137另一端接地，芯片osc101和芯片osc102构成了控制单元的有源晶振电路。
13.进一步的，所述控制单元还包括芯片u102，芯片u102的型号为tps3813k33mdbvrep，芯片u102的1脚连接有芯片u101b的1脚，芯片u102的5脚连接有电阻r172一端，电阻r172另一端接地，芯片u102的3脚连接有电容c140一端，电容c140另一端接地，芯片u102的4脚连接有电容c128一端，并接vcc_3.3v电源，电容c128另一端接地，芯片u102的6脚连接有电阻r202一端和电阻r171一端，电阻r202另一端接vcc_3.3v电源，电阻r171另一端连接有电容c242一端和芯片u101a的y2脚，电容c242另一端接地，此部分构成了控制单元的复位电路。
14.本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
15.针对大载重、多旋翼的大型载人飞行器电池离散分布的特点，基于can总线网络进行分布式设计，每个旋翼电机的电池组单独配套电池管理模块，有效减短电池大功率输出的走线距离，彻底解决线损以及长距离布线带来的增重问题、抗干扰不足而造成安全隐患问题，为电动载人飞行器电池管理提供一个安全可靠的解决方案。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
17.图1为本实用新型中电动载人飞行器分布式电池智能管理系统的系统框图；
18.图2为本实用新型中电池管理模块主机的系统框图；
19.图3和图4为本实用新型中控制单元的中央处理器电路图；
20.图5为本实用新型中控制单元的数据解码器电路图；
21.图6为本实用新型中控制单元的有源晶振电路图；
22.图7为本实用新型中控制单元的复位电路图。
具体实施方式
23.实施例1，如图1所示，一种电动载人飞行器中基于can总线的电源监测系统，包括can总线5，通过can总线5集成多个分布在载人飞行器各个旋翼配套电池组的电池管理模块，电池管理模块包括电池管理模块主机1和若干电池管理模块从机2。
24.所述电池管理模块，布置在所述大型载人飞行器的各个分布式布局的电池组附件，对每个电池组进行独立监测、充放电控制及管理，提供电压检测、温度检测、充电管理、
放电管理、均衡管理、热管理、组网级联通信等功能，每个电池管理模块除了自主对其所管理的电池进行管理外，同时将电池工作状态参数信息通过can总线网络汇总到电池管理模块主机1，由电池管理模块主机1进行所述大型载人飞行器内全部电池组的顶层管理。
25.如图2所示，所述电池管理模块主机1包括控制单元101、温度检测102、电压检测103、电流检测104、北斗通信105、充电管理106、放电管理107、热管理108和组网级联通信109，控制单元101连接温度检测102、电压检测103、电流检测104、北斗通信105、充电管理106、放电管理107、热管理108和组网级联通信109。
26.所述控制单元101采用高可靠嵌入式处理器进行最小系统设计，为所述电池管理模块主机1提供系统控制、管理、对外通信等功能。
27.如图3和图4所示，所述控制单元101包括芯片u101a、芯片u101b和芯片u101c，芯片u101a、芯片u101b和芯片u101c的型号为s698
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fbga352，s698
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fbga352为控制单元101的中央处理器。
28.如图5所示，所述控制单元101还包括芯片u708，芯片u708的型号为74lvc138ad，芯片u708的1脚连接有芯片u101a的w13脚，芯片u708的2脚连接有芯片u101a的y12脚，芯片u708的3脚连接有芯片u101a的y11脚，芯片u708的4脚和5脚连接有电阻r718一端和芯片u101a的y6脚，电阻r718另一端接vcc_3.3v电源。
29.所述控制单元101还包括芯片u405，芯片u405的型号为74hc08d，芯片u405的1脚连接有芯片u708的15脚，芯片u405的2脚连接有芯片u708的14脚，芯片u405的4脚连接有芯片u708的13脚，芯片u405的5脚连接有芯片u708的11脚，芯片u405和芯片u708构成控制单元的数据解码器电路。
30.如图6所示，所述控制单元101还包括芯片osc101，芯片osc101的1脚和4脚连接有电容c102一端、电容c125一端和电感l1044一端，电容c102另一端和电容c125另一端接地，电感l1044另一端接vcc_3.3v，芯片osc101的3脚连接有电阻r152一端，电阻r152另一端连接有电容c136一端和芯片u101a的y4脚，电容c136另一端接地。
31.所述控制单元101还包括芯片osc102，芯片osc102的1脚和4脚连接有电容c103一端、电容c135一端和电感l1043一端，电容c103另一端和电容c135另一端接地，电感l1043另一端接vcc_3.3v，芯片osc102的3脚连接有电阻r153一端，电阻r153另一端连接有电容c137一端和芯片u101a的w5脚，电容c137另一端接地，芯片osc101和芯片osc102构成了控制单元的有源晶振电路。
32.如图7所示，所述控制单元101还包括芯片u102，芯片u102的型号为tps3813k33mdbvrep，芯片u102的1脚连接有芯片u101b的1脚，芯片u102的5脚连接有电阻r172一端，电阻r172另一端接地，芯片u102的3脚连接有电容c140一端，电容c140另一端接地，芯片u102的4脚连接有电容c128一端，并接vcc_3.3v电源，电容c128另一端接地，芯片u102的6脚连接有电阻r202一端和电阻r171一端，电阻r202另一端接vcc_3.3v电源，电阻r171另一端连接有电容c242一端和芯片u101a的y2脚，电容c242另一端接地，此部分构成了控制单元的复位电路。
33.所述温度检测102主要完成对电池组的问题进行实时采集监测，并采集结果实时反馈给所述控制单元101，所述控制单元101根据电池组的温度，控制所述热管理108对电池组进行保温或降温或加热等操作，保证电池工作在最佳状态。
34.所述电压检测103完成对电池组输出电压进行实时监测，并将电压信息实时反馈给所述控制单元101，所述控制单元101根据电池的放电特性并结合输出电压、输出电流的变化，控制所述放电管理107，调整电池组的放电输出，保证电池持续可靠提供电源输出。
35.所述电流检测104完成对电池组输出电流的实时监测，并将电压信息实时反馈给所述控制单元101。
36.所述北斗通信105，作为一个北斗通信终端，在所述控制单元101的控制下，通过北斗卫星通信，实现所述电动载人飞行器分布式电池智能管理系统与地面站的全天候数据通信，可在任何环境下、实时将电池工作状态参数发送到地面指挥站，亦可在任何时候，实时接收地面发送的应急处理指令，可对飞行器上电池放电进行应急调整，有效提升大型载人飞行器的动力能源系统的安全性。
37.所述充电管理106，完成电池组充电管理，根据电池组在充电过程中的状态，实时调整充电电流，有效保护电池组。
38.所述热管理108，在所述控制单元101的控制下，完成对电池组的保温、加热、降温等操作。
39.所述组网级联通信109，提供can总线通信接口，在所述控制单元101的控制下，与所述若干电池管理模块从机，组成一体化can总线网络系统，实现一体化控制。
40.所述控制单元101通过can总线，收集can总线网络上其他电池组的电池组的温度、电源、电流、工作时长、充放电寿命等参数信息，并与其所管理的电池组信息，打包成固定的数据报，通过can总线实时发送给飞行器的飞控系统，同时通过所述北斗通信105实时下传地面站，实现信息实时共享及管理，多方面保证飞行器的飞行安全。
41.本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好的说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。