一种用于无人机的锂电池加热控制方法及系统与流程

allin2025-11-12  6


本发明涉及电池加热,具体涉及一种用于无人机的锂电池加热控制方法及系统。


背景技术:

1、随着无人机技术的发展,无人机往往被派遣去一些地势较高或地势较险的地点进行拍摄工作,而在这些地点或在冬天时,往往会出现环境温度较低的情况,导致无人机出现失温的问题,无人机的锂电池对于温度较为敏感,出现失温问题时,容易出现无人机的锂电池无法正常使用的情况,从而影响无人机的使用,因此,需要一种智能加热无人机电池的方法,帮助无人机在低温环境下依旧能够正常运行。

2、现有技术如公告号为:cn117059965a的发明专利申请公开的具有续航保护特性的无人机电池控制系统及其控制方法,其方法包括:若干个锂离子电池、包覆于锂离子电池上下表面的电加热膜、铺设于锂离子电池和电加热膜上下表面的氦气管道组件、与氦气管道组件相连且与位于无人机上的氦气罐、与氦气罐相连且位于无人机上的安全气囊组件、与锂离子电池相连的电池储能组件以及控制器,所述控制器分别与安全气囊组件、电池储能组件、电加热膜和氦气管道组件相连。本发明同时解决了电池环境适应性低,电池散热困难以及续航安全性差的问题,使无人机电池同时具备耐低温与高温环境工作的能力,以及续航与安全能力显著提升。

3、现有技术如公告号为:cn112467253b的发明专利申请公开的低温环境下电池保温加热控制系统、方法、无人机及介质,其系统包括:电池保温加热运输箱为无人机电池提供储存和运输的箱体;智能电池温控系统集成在所述电池保温加热运输箱内,用于无人机智能电池所涉及到的温度管理;无人机低温算法系统集成在所述电池保温加热运输箱内,用于实现无人机监测到外部为低温环境时所采取的飞行策略。本发明通过电池保温加热运输箱,解决了电池无损耗保温和加热,利用电池温控系统保障了对电池温度实时监控,通过无人机低温算法确保了起飞前的电池安全状态,实现了无人机在低温环境下的可靠飞行。本发明能够保证低温环境下无人机飞行的安全可靠。

4、针对上述方案可见,目前的无人机电池加热控制方法,通常只进行恒温加热或在起飞前进行加热,在无人机飞行过程中,缺乏根据环境实际情况以及当前电池的特性对电池进行动态加热,容易出现加热过度或加热不够的情况,致使无人机的电池寿命减短,减少无人机在运行过程的安全性,从而增加无人机的意外发生率,降低用户对公司无人机的信心。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供的一种用于无人机的锂电池加热控制方法及系统,解决了背景技术中存在的问题。

2、为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:本发明第一方面提供一种用于无人机的锂电池加热控制方法,包括:步骤1.电池基本信息获取:在无人机起飞前,从本地数据库获取实验时长,获取无人机所属各锂电池的型号、内阻和在实验时长下的消耗电量,计算无人机所属各锂电池的放电速率。

3、步骤2.电池状态分析:获取无人机的环境大气压力和环境温度,分析无人机所属各锂电池的废旧度。

4、步骤3.无人机环境信息获取:获取无人机所属各锂电池的剩余电量,判断无人机能否正常起飞,若无法正常起飞,则筛选无人机所属各异常锂电池,并提醒用户更换无人机所属各异常锂电池,若允许正常起飞,则在无人机起飞后,获取无人机在当前监测时间点的海拔高度和所属各锂电池的环境温度、内部温度、使用功率。

5、步骤4.无人机加热分析:判断无人机所属各锂电池是否需要加热,若需要加热,则获取可变电阻加热元件的允许海拔高度,判断无人机的电池能否进行加热,若不能电池加热,则计算无人机在当前监测时间点的危险预计时长,并预警用户需要提前进行无人机的回收,若允许电池加热,则筛选无人机所属各加热锂电池。

6、步骤5.无人机加热处理:获取可变电阻加热元件的额定功率,计算无人机在当前监测时间点所属各加热锂电池的可变电阻加热元件的适用数量,分析无人机在当前监测时间点所属各加热锂电池的可变电阻加热元件的加热时长,调控无人机进行对应的加热处理。

7、优选地,所述计算无人机所属各锂电池的放电速率,其具体计算方法为:依据无人机所属各锂电池在实验时长下的消耗电量ax,其中x表示为各锂电池的编号,x=1,2,...,y,y为大于2的正整数,并根据实验时长a,计算无人机所属各锂电池的放电速率

8、优选地,所述分析无人机所属各锂电池的废旧度,其具体分析方法为:从本地数据库获取各型号锂电池在各温度与各大气压力环境下的初始内阻、初始放电速率,并依据无人机所属各锂电池的型号,映射得到无人机所属各锂电池在各温度与各大气压力环境下的初始内阻、初始放电速率,并依据无人机的环境大气压力和环境温度,提取无人机所属各锂电池的初始内阻bx、初始放电速率cx。

9、依据无人机所属各锂电池的内阻dx、放电速率fx,分析无人机所属各锂电池的废旧度其中e为自然常数。

10、优选地,所述判断无人机能否正常起飞,其具体判断方法为:从本地数据库获取废旧度阈值、无人机在飞行过程中的电压值区间、各型号锂电池的提供电压值,并提取无人机在飞行过程中的最小电压值。

11、将无人机所属各锂电池的废旧度与废旧度阈值进行比对,若无人机所属某锂电池的废旧度大于废旧度阈值,则将该锂电池标记为老化锂电池,从而筛选无人机所属各老化锂电池,反之,则将该锂电池标记为正常锂电池,从而筛选无人机所属各正常锂电池。

12、依据无人机所属各锂电池的型号,提取无人机所属各正常锂电池的型号,映射得到无人机所属各正常锂电池的提供电压值,计算无人机所属正常锂电池的总提供电压值。

13、将无人机所属正常锂电池的总提供电压值与在飞行过程中的最小电压值进行比对,若无人机所属正常锂电池的总提供电压值小于在飞行过程中的最小电压值,则判断无法正常起飞。

14、优选地,所述判断无人机所属各锂电池是否需要加热,其具体判断方法为:从本地数据库获取各型号锂电池的适宜工作温度区间,并提取各型号锂电池的适宜工作温度区间,依据无人机所属各锂电池的型号,映射得到无人机所属各锂电池的适宜工作温度区间,从而筛选无人机所属各待分析锂电池。

15、从本地数据库获取预设单位时长t、各型号锂电池的导热系数、表面积、表面厚度和内阻产生热量比例值,依据无人机所属各锂电池的型号,得到无人机所属各待分析锂电池的型号,映射得到无人机所属各待分析锂电池的导热系数qi、表面积li、表面厚度pi和内阻产生热量比例值zi,其中i表示为各待分析锂电池的编号,i=1,2,...,j,j为大于2的正整数。

16、依据无人机在当前监测时间点所属各锂电池的环境温度、内部温度、使用功率,提取无人机在当前监测时间点所属各待分析锂电池的环境温度gi、内部温度hi、使用功率ki,计算无人机所属各待分析锂电池在单位时长内的热传递热量损失值并计算无人机所属各待分析锂电池在单位时长内的功率热量增加值φi=ki*t*zi。

17、将无人机所属各待分析锂电池在单位时长内的热传递热量损失值与功率热量增加值进行比对,若无人机所属某待分析锂电池在单位时长内的热传递热量损失值大于功率热量增加值,则判断无人机所属该待分析锂电池需要加热,反之,则判断无人机所属该待分析锂电池不需要加热。

18、优选地,所述计算无人机在当前监测时间点的危险预计时长,其具体计算方法为:若无人机所属某待分析锂电池需要加热,并且不能电池加热,则将该待分析锂电池标记为失温锂电池,从而筛选无人机所属各失温锂电池。

19、从本地数据库获取各型号锂电池的危险温度和降低单位温度所需释放热量,依据无人机所属各锂电池的型号,提取无人机所属各失温锂电池的型号,映射得到无人机所属各失温锂电池的危险温度rn和降低单位温度所需释放热量sn,其中n表示为各失温锂电池的编号,n=1,2,....,m,m为大于2的正整数。

20、依据无人机所属各锂电池的内部温度,提取无人机所属各失温锂电池的内部温度tn,依据无人机所属各待分析锂电池在单位时长内的热传递热量损失值和功率热量增加值,提取无人机所属各失温锂电池在单位时长内的热传递热量损失值un和功率热量增加值wn,计算无人机所属各失温锂电池的危险发生预计时长筛选无人机所属失温锂电池的最短危险发生预计时长,并将其作为无人机在当前监测时间点发生危险的预计时长。

21、优选地,所述计算无人机在当前监测时间点所属各加热锂电池的可变电阻加热元件的适用数量,其具体计算方法为:从本地数据库获取单位可变电阻加热元件在单位时长内的提供热量值r、各型号锂电池在单位时长内的热量安全吸收区间,依据无人机所属各锂电池的型号,映射得到无人机所属各锂电池在单位时长内的热量安全吸收区间,提取无人机所属各锂电池在单位时长内的热量安全吸收区间最大值,提取无人机所属各加热锂电池在单位时长内的热量安全吸收区间最大值fn,其中n为各加热锂电池的编号,n=1,2,...,m,m为大于2的正整数。

22、依据无人机所属各待分析锂电池在单位时长内的热传递热量损失值和功率热量增加值,提取无人机所属各加热锂电池在单位时长内的热传递热量损失值bn和功率热量增加值cn。

23、依据可变电阻加热元件的额定功率p,计算无人机在当前监测时间点所属各加热锂电池在单位时长内的可变电阻加热元件的适用数量其中表示为向上取整。

24、优选地,所述分析无人机在当前监测时间点所属各加热锂电池的可变电阻加热元件的加热时长,其具体分析方法为:从本地数据库获取各型号锂电池的提高单位温度所需吸收热量、目标工作温度,依据无人机所属各锂电池的型号,提取无人机所属各加热锂电池的型号,映射得到无人机所属各加热锂电池的提高单位温度所需吸收热量hn、目标工作温度gn。

25、依据无人机在当前监测时间点所属各锂电池的内部温度,提取无人机在当前监测时间点所属各加热锂电池的内部温度en,分析无人机在当前监测时间点所属各加热锂电池的可变电阻加热元件的加热时长

26、本发明第二方面提供一种所述的一种用于无人机的锂电池加热控制方法的锂电池加热控制系统,包括:电池基本信息获取模块,用于在无人机起飞前,从本地数据库获取实验时长,获取无人机所属各锂电池的型号、内阻和在实验时长下的消耗电量,计算无人机所属各锂电池的放电速率。

27、电池状态分析模块,用于获取无人机的环境大气压力和环境温度,分析无人机所属各锂电池的废旧度。

28、无人机环境信息获取模块,用于获取无人机所属各锂电池的剩余电量,判断无人机能否正常起飞,若无法正常起飞,则筛选无人机所属各异常锂电池,并提醒用户更换无人机所属各异常锂电池,若允许正常起飞,则在无人机起飞后,获取无人机在当前监测时间点的海拔高度和所属各锂电池的环境温度、内部温度、使用功率。

29、无人机加热分析模块,用于判断无人机所属各锂电池是否需要加热,若需要加热,则获取可变电阻加热元件的允许海拔高度,判断无人机的电池能否进行加热,若不能电池加热,则计算无人机在当前监测时间点的危险预计时长,并预警用户需要提前进行无人机的回收,若允许电池加热,则筛选无人机所属各加热锂电池。

30、无人机加热处理模块,用于获取可变电阻加热元件的额定功率,计算无人机在当前监测时间点所属各加热锂电池的可变电阻加热元件的适用数量,分析无人机在当前监测时间点所属各加热锂电池的可变电阻加热元件的加热时长,调控无人机进行对应的加热处理。

31、本发明的有益效果在于:(1)本发明的步骤1.电池基本信息获取,分析和获取无人机所属各锂电池的基本信息,方便后续分析电池的废旧度。

32、(2)本发明的步骤2.电池状态分析,在无人机起飞前,分析无人机所属各锂电池的废旧度,以此确定无人机能否正常起飞,防止因为无人机所属各锂电池的老化,防止出现无人机在飞行过程中因为锂电池突然无法供电而坠毁的情况,保障无人机的安全性。

33、(3)本发明的步骤3.无人机环境信息获取,判断无人机能否正常起飞,若能够正常起飞,则获取无人机在当前监测时间点的信息,方便后续进行分析。

34、(4)本发明的步骤4.无人机加热分析,判断无人机所属各锂电池是否需要加热,并判断无人机的电池能否进行加热,在需要加热并且不允许电池加热的情况下,则计算无人机在当前监测时间点的危险预计时长,提醒用户提前回收无人机,防止出现无人机因为无法进行电池加热而坠毁,提高无人机的安全性。

35、(5)本发明的步骤5.无人机加热处理,用于进行动态加热,防止出现加热过度或加热不够的情况,提高无人机的锂电池寿命,从而降低无人机的意外发生率,提高用户对公司无人机的信心。


技术特征:

1.一种用于无人机的锂电池加热控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种用于无人机的锂电池加热控制方法,其特征在于,所述计算无人机所属各锂电池的放电速率,其具体计算方法为:

3.根据权利要求2所述的一种用于无人机的锂电池加热控制方法,其特征在于,所述分析无人机所属各锂电池的废旧度,其具体分析方法为:

4.根据权利要求1所述的一种用于无人机的锂电池加热控制方法,其特征在于,所述判断无人机能否正常起飞,其具体判断方法为:

5.根据权利要求2所述的一种用于无人机的锂电池加热控制方法,其特征在于,所述判断无人机所属各锂电池是否需要加热,其具体判断方法为:

6.根据权利要求5所述的一种用于无人机的锂电池加热控制方法,其特征在于,所述计算无人机在当前监测时间点的危险预计时长,其具体计算方法为:

7.根据权利要求5所述的一种用于无人机的锂电池加热控制方法,其特征在于,所述计算无人机在当前监测时间点所属各加热锂电池的可变电阻加热元件的适用数量,其具体计算方法为:

8.根据权利要求7所述的一种用于无人机的锂电池加热控制方法,其特征在于,所述分析无人机在当前监测时间点所属各加热锂电池的可变电阻加热元件的加热时长,其具体分析方法为:

9.一种执行权利要求1-8任一项所述的一种用于无人机的锂电池加热控制方法的锂电池加热控制系统,其特征在于,包括:


技术总结
本发明公开了一种用于无人机的锂电池加热控制方法及系统,涉及电池加热技术领域,本发明包括:步骤1.电池基本信息获取、步骤2.电池状态分析、步骤3.无人机环境信息获取、步骤4.无人机加热分析和步骤5.无人机加热处理,本发明通过判断无人机所属各锂电池是否需要加热,并分析可变电阻加热元件是否允许使用,若不允许使用,则通知用户提前回收,防止可变电阻加热元件因为无法使用而发生无人机坠毁的问题,若允许使用,则分析无人机所属各加热锂电池所需可变电阻加热元件的数量和加热时长,在无人机飞行过程中实现电池加热的动态调节,防止出现加热速率过快和加热时长过长的问题,提高锂电池的寿命。

技术研发人员:王振华,郭安
受保护的技术使用者:苏州华骞时代新能源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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