一种电池控制装置及具有该装置的无人机的制作方法

1.本发明涉及无人机供电电池控制领域，尤其是适用于多电池并联的无人机，且实现电池热更换、避免高压电池向抵压电池充电的电池控制装置及具有该装置的无人机。


背景技术：

2.现有无人机电池存在以下不足：
3.1、无人机电池大多为一块大容量电池，若该电池剩余的电量无法满足飞行所需时，需要先将电源关闭，然后将电量不足的电池更换为电量充足的电池。在电池更换过程中，则会对无人机断电，致使无人机重新启动，设备重新启动时间较长，降低飞行作业的效率；
4.2、如图1所示，当无人机内嵌多个电池且并联设置时，多个电池之间电压不一致，会造成高电压电池对低电压电池进行充电，由于电池内阻很小，很容易由于充电电流过大，造成电池发热，鼓包甚至燃烧等风险。
5.因此，为解决上述技术问题，如何设计并制造出能够进行电池控制的装置是本领域技术人员需要解决的技术问题之一。


技术实现要素：

6.为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种实现电池热更换、避免高压电池向抵压电池充电的电池控制装置。
7.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
8.一种电池控制装置，其串联无人机及电池，且其包括两个串联的mos管模块；每个所述mos管模块由至少一个mos管构成。
9.进一步优选的：每个所述mos管模块由一个mos管构成，两个所述mos管的源极串联；
10.一个所述mos管的漏极与无人机串联，另一所述mos管的漏极与电池串联。
11.进一步优选的：每个所述mos管模块由两个或两个以上mos管构成，两个或两个以上mos管并联设置；
12.两个所述mos管模块的源极串联：
13.一个所述mos管模块中任一mos管的漏极与无人机串联，另一所述mos管模块中任一mos管的漏极与电池串联。
14.进一步优选的：所述mos管的栅极为开关控制端。
15.进一步优选的：所述开关控制端为开关信号接收端。
16.进一步优选的：所述两个mos管模块均关闭，形成关闭状态。
17.进一步优选的：所述两个mos管模块中与无人机串联mos管模块中mos管均关闭，与电池串联mos管模块中mos管均开启，形成半开启状态。
18.进一步优选的：所述两个mos管模块均开启，形成全开启状态。
19.一种无人机，其配置有电池组，电池组中电池并联设置，每块电池通过电池控制装置与无人机串联，以进行电池热更换；
20.所述电池控制装置为上述的一种电池控制装置。
21.进一步优选的：所述电池组包括两块电池，且并联设置。
22.采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下优点：
23.本发明串联于电池及无人机之间，且其包括两个串联的mos管模块，利用对两个mos管模块的分别控制，实现对每块电池的热更换，同时还能有效避免高压电池对低压电池的充电，避免电池发热，鼓包甚至燃烧等风险，解决现有技术中存在的技术问题。
附图说明
24.图1是现有无人机与电池结构示意图；
25.图2是本发明所述无人机、电池控装置及电池的连接结构示意图一(每个mos管模块由一个mos管构成)；
26.图3是本发明所述无人机、电池控装置及电池的连接结构示意图二(每个mos管模块由两个或两个以上mos管构成)；
27.图4是本发明所述电池控装置中每个mos管与控制电路连接结构示意图；
28.图5是本发明本实施例中所述电池1及电池2对应的电池控装置均处于关闭状态的结构示意图；
29.图6是本发明本实施例中所述电池1及电池2对应的电池控装置均处于半开启状态的结构示意图；
30.图7是本发明本实施例中所述电池1及电池2对应的电池控装置均处于全开启状态的结构示意图；
31.图8是本发明本实施例中所述电池1对应的电池控装置处于全开启状态、及电池2对应的电池控装置处于半开启状态的结构示意图；
32.图9是本发明本实施例中所述电池1对应的电池控装置处于半开启状态、及电池2对应的电池控装置处于半开启状态的结构示意图。
33.需要说明的是：图2、图5至图9中标记“控制”表示mos管的开关控制端。
具体实施方式
34.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
35.在本发明中需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示本发明的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
36.实施例
37.如图2所示，一种无人机，已经应用于高作业、拍摄、勘探、测量等多种领域中。现有无人机为确保飞行时长，大多选用嵌装电池进行实时供电。无人机内置电池组，电池组包括多块并联设置的电池，需要说明的是：所述电池数量是根据无人机飞行续航设计以及单块
电池的电量数值等确定，一般情况下，电池数量2-6块，2-6块电池中每块电池与无人机连接，实现对无人机供电，形成电池并联设计，上述每块电池的电量为行业公知且常规参数。本发明公开的一种电池控装置串联无人机及电池之间，实现对无人机的实时供电，并达到并联电池之间的热更换(所述热更换为至少有一个电池对无人机供电，使得无人机处于开启状态下，进行其余电池的更换)，且更换过程中不会出现系统重启的现象；另，电池之间出现电压不同情况下，不会出现电池之间充电现象，而确保无人机的供电。
38.如图2至图4所示，所述一种电池控制装置，其串联无人机及电池，且其包括两个串联的mos管模块；每个所述mos管模块由至少一个mos管q构成。
39.如图2及图4所示，每个所述mos管模块由一个mos管q构成，两个所述mos管q的源极串联。具体的说：两个mos管模块串联，也就是两个mos管q串联，即：所述两个mos管q的源极串联，一个所述mos管q的漏极与无人机串联，另一所述mos管q的漏极与电池串联。
40.如图3所示，每个所述mos管模块由两个或两个以上mos管构成，两个或两个以上mos管q并联设置，两个所述mos管模块的源极串联；具体的说：两个mos管模块串联，即：所述两个mos管模块的源极串联，一个所述mos管模块中任一mos管q的漏极与无人机串联，另一所述mos管模块中任一mos管q的漏极与电池串联。需要说明的是：当mos管模块由两个或两个以上mos管构成时，提高电流负载能力；但在实际使用时，所述mos管q的数量是根据实际电流情况进行设定，当然越多数量的mos管并联设置能够负载更大电流。
41.如图2至图4所示，所述mos管q的栅极为开关控制端，所述mos管q的栅极连接无人机内控制芯片，以接收控制信号，实现该mos管的开启或关闭；需要说明的是：如图3所示，每个mos管q的栅极为开关控制端，该开关控制端为开关信号接收端，该开关信号接收端通过控制电路与控制芯片的控制信号发射接口连接，实现对每个mos管q进行开关控制；所述控制电路的具体结构为：控制芯片的控制信号发射接口ctl串联第一电阻r及第二电阻r，所述第一电阻r及第二电阻r并联设置，第一电阻r接地，第二电阻r与半导体三极管的基极串联，该半导体三极管的发射极接地，半导体三极管的集电极与mos管q的栅极串联，该半导体三极管的集电极还串联第三电阻r，第三电阻r串联 5v电压。
42.如图2及图3所示，每个所述mos管q的漏极及源极之间串联寄生二极管，形成单向电流供给的结构；两个并联mos管模块中mos管q中的寄生二极管的单向电流供给方向相反。
43.在以下阐述的技术方案中，电池组包括两块电池，且两块电池并联设置(即：无人机上内嵌两块电池，每块电池串联电池控装置与无人机连接，且两块电池并联设置)；另，所述电池控装置中mos管模块由一个mos管q构成，为例进行说明。
44.如图5所示，所述两块电池分别为电池1及电池2，电池1及电池2分别与无人机并联，电池1串联电池控装置与无人机连接，电池2串联电池控装置与无人机连接，实现对无人机的实时供电。
45.具体的说：如图5及图6所示，对应电池1的电池控装置中两个mos管模块，两个mos管模块中的mos管分别为mos管q1及mos管q2，对应电池2的电池控装置中两个mos管模块，两个mos管模块中的mos管分别为mos管q3及mos管q4；所述mos管q1及mos管q3靠近所述无人机设置，而mos管q2及mos管q4则分别靠近电池1及电池2设置。
46.结合图4及图5所示，无人机内控制芯片发射关闭信号后，控制电路实现对电池控装置进行关闭控制，实现电池控装置处于关闭状态时，即：所述mos管q1、mos管q2及mos管
q3、mos管q4均处于关闭状态，也就是电池1及电池2均处于关闭状态下，电池1及电池2不对无人机进行供电，此时无人机也处于关闭状态下。
47.结合图4及图6所示，当电池控装置处于半开启状态时，无人机内控制芯片对每个电池对应的电池控制装置中两个mos管模块中的mos管q分别发射开启信号及关闭信号，且分别通过控制电路实现控制，需要说明的是：所述电池串联的两个mos管模块中与无人机串联的mos管模块关闭，与电池串联mos管开启，形成半开启状态；实现电池1或电池2均处于半开启状态，即：所述mos管q1及mos管q3处于关闭状态，而mos管q2及mos管q4处于开启状态；电池1通过导通的mos管q2以及mos管q1中寄生二极管向无人机供电，电池2通过导通的mos管q4及mos管q3中寄生二极管向无人机供电，达到，同时电池1、2通过向无人机供电；
48.或，结合图4及图7、图8所示，当电池控装置处于半开启状态时，无人机内控制芯片对与无人机串联的mos管模块发射关闭信号，与电池串联mos管模块发射开启信号，且分别通过控制电路实现控制，实现电池1或电池2处于半开启状态，即：所述mos管q1或mos管q3处于关闭状态，而mos管q2或mos管q4处于开启状态；电池1通过导通的mos管q2以及mos管q1中寄生二极管向无人机供电，或电池2通过导通的mos管q4及mos管q3中寄生二极管向无人机供电，达到，同时电池1或2通过向无人机供电。
49.结合图4及图6所示，无人机内控制芯片发射开启信号后，控制电路实现对电池控装置进行开启控制，实现电池控装置处于全开启状态时，即：所述mos管q1、mos管q2及mos管q3、mos管q4均处于开启状态，也就是电池1及电池2处于全开启状态下，电池1及电池2分别对无人机进行供电。
50.当电池1及电池2电压不一致，例如：如图8所示，电池1的电压高于电池2的电压，对应电池1的电池控装置处于全开启状态，即：电池1中两个mos管q1及mos管q2均处于开启状态，对应电池2的电池控装置处于半开启状态，即：电池2中一个mos管q3处于关闭状态，而另一mos管q4均处于开启状态；此状态下，电池1的电流被截断在mos管q3中的寄生二极管处，从而有效避免高压电池对低压电池的充电，确保电池1及电池2对无人机的供电；当然，如图7所示，若电池2的电压高于电池1的电压，同上，即：电池2的电流被截断在mos管q1中的寄生二极管处。
51.如图5至图9所示，对应电池1或/和电池2的电池控装置均处于关闭状态下时，可以对电池进行拆卸更换或热更换；对应电池1和电池2的电池控装置均处于全开启状态下时，因电池1及电池2并联设置，当然能实现在无人机不断电情况下进行电池热更换的目的；需要说明的是：如图5、图7及图8所示，对应电池1或/和电池2的电池控装置处于半开启状态，也能实现对电池的热更换，具体操作如下：
52.情况一，如图8及图9所示，因电池1或电池2因电量不足，进而对应的电池控装置处于半开启状态，此时电池2或电池1足电量，对应电池控装置处于全开启状态；
53.首先，将处于全开启状态下电池2或电池1的电池控装置调整为半开启状态下，即：将mos管q3或mos管q1调整为关闭状态，此时，达到了对应两块电池的电池控装置均处于半开启状态；其次，原始处于半开启状态下的电池电池1或电池2的电池控装置调整为关闭状态，以将对应电池拆卸，并更换电池(更换后的电池呈满电量状态或足电量状态)，将更换后新电池对应的电池控装置调整为半开启状态；最后，将两个处于半开启状态下的电池控装置调整为全开启状态，对无人机进行供电。
54.情况二，如图6所示，因电池1及电池2因电量不足，两电池控装置均处于半开启状态；
55.首先，关闭电池1或电池2的电池控装置，以将关闭电池控装置的对应电池拆卸，并更换为满电量的电池，将更换后新电池对应的电池控装置调整为半开启状态；其次，对电池2或电池1重复上述步骤，继续更换电池(更换后的电池呈满电量状态或足电量状态)，将更换后新电池对应的电池控装置调整为半开启状态；最后，将两个处于半开启状态下的电池控装置调整为全开启状态，对无人机进行供电。
56.综上，本方案可在无需关闭无人机，即：无需重启无人机，即可实现无人机电池的热更换的目的，上述电池的热更换在至少两块电池并联设置的状态下，至少有一个电池向无人机供电，且无人机处于开启状态，同时能将其余电池拆卸并更换、安装。
57.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。