一种无人机电池及热管理控制系统的制作方法

1.本发明涉及无人机电池热管理技术领域，尤其涉及一种无人机电池及热管理控制系统。


背景技术：

2.现有技术较多的是通过在电池盒内部放置散热铝板(散热片)去对电池进行散热处理，这种方式可以一定程度的帮助电池散热；但是在电池低温的情况下，不能对电池周围环境加热，这在一定程度上影响电池性能，尤其是电池温度低于零下10摄氏度时，电池的性能下降的很多。在户外使用的无人机场合，低温环境情况经常发生，不利于实际项目上的使用。而且在现有技术当中，电池盒直接与无人机外壳连接，并没有缓震结构，使得在无人机产生振动或者碰撞时，会对电池盒以及电池造成一定损坏。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种无人机电池及热管理控制系统，解决了现有技术当中，在户外使用无人机时，无法适用于低温环境的问题。
4.技术方案：
5.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
6.一种无人机电池及热管理控制系统，包括电池盒、第一半导体制冷片、第二半导体制冷片、电池、电池安装架以及控制装置；所述电池设置于所述电池安装架内；所述电池安装架连接在所述电池盒内部；所述电池盒的两相对侧面均开设有安装孔；所述第一半导体制冷片以及所述第二半导体制冷片分别设置于所述电池盒的安装孔内；所述第一半导体制冷片以及所述第二半导体制冷片分别与所述控制装置电连接；所述电池与所述第一半导体制冷片、所述第二半导体制冷片以及所述控制装置电连接；所述电池安装架内部位于所述电池处设有多个温度传感器；所述电池安装架内的温度传感器与所述控制装置电连接；
7.所述电池安装架包括内架以及外架；所述内架通过缓震件连接所述外架。
8.优选的，所述电池盒内部设有第一风机以及第二风机；所述第一风机设置于靠近所述第一半导体制冷片一侧；所述第二风机设置于靠近所述第二半导体制冷片一侧；所述第一风机与所述第一半导体制冷片电连接；所述第二风机与所述第二半导体制冷片电连接。
9.优选的，所述电池盒包括相互可拆卸连接的壳体以及盖体；所述电池安装架一端连接所述盖体底面；所述壳体底面设有凹槽；所述电池安装架的另一端与所述壳体的凹槽相抵。
10.优选的，所述盖体底面设有定位凸起；所述壳体设有定位槽；所述盖体的定位凸起与所述壳体的定位槽连接。
11.优选的，所述盖体顶部设有把手。
12.优选的，所述内架包括两个第一内架支板、至少一个第二内架支板以及多个内架
支柱；多个所述内架支柱通过两个所述第一内架支板以及至少一个所述第二内架支板连接；两个所述第一内架支板分别设置于靠近所述内架支柱两端位置；所述第二内架支板设置于所述内架支柱上位于两个所述第一内架支板之间位置；所述第一内架支板与所述电池相接触一侧设有第一通风道；所述第二内架支板的上下两面均设有第二通风道；所述第二内架支板上设有温度传感器。
13.优选的，所述第一通风道与所述第二通风道的形状为s型。
14.优选的，所述外架包括外架支板以及多个外架支柱；多个所述外架支柱通过所述外架支板连接；所述外架支板设置于所述外架支柱的底部；所述外架支板的底面与所述壳体的凹槽相抵；多个所述外架支柱均通过所述缓震件连接多个所述内架支柱。
15.优选的，还包括有一种热管理控制系统，其特征在于，所述控制装置被配置为通过所述电池安装架的温度传感器获取所述电池的温度信息，温度信息与所述电池特定的参数比较进行内部判断；所述控制装置发送控制指令同时启动所述第一半导体制冷片和所述第一风机或同时启动所述第二半导体制冷片和所述第二风机。
16.有益效果：
17.本发明提供的一种无人机电池及热管理控制系统，能够通过控制装置控制第一半导体制冷片、第二半导体制冷片的工作方式去调节电池盒内部温度，确保无人机电池温度维持在相对合理的温度范围内。电池安装架由内架与外架构成，其中内架与外架通过缓震件连接，可以减少内架受到外界振动以及冲击力的影响。电池安装架与壳体内凹槽相抵，可以达到定位的作用。壳体的定位槽与盖体的定位凸起相对应，连接处还设有密封条，不仅仅可以增加密封性，还可以对盖体进行定位。第一内架支板与第二内架支板分别设有第一通风道以及第二通风道，可以使电池盒内部空气流通更好。第一通风道以及第二通风道均为s型，可以增加空气在电池处流通的时间，对电池有更好的控温效果。热管理控制系统根据温度传感器获取的电池温度信息，对电池盒内部进行判断。同时启动第一半导体制冷片和第一风机或同时启动第二半导体制冷片和第二风机。从而达到控温效果。
附图说明
18.图1为本发明一种无人机电池及热管理控制系统的主视剖面图；
19.图2为本发明一种无人机电池及热管理控制系统中位于底部的第一内架支板俯视图；
20.图3为本发明一种无人机电池及热管理控制系统中第二内架支板俯视图；
21.图4为本发明一种无人机电池及热管理控制系统的流程图。
22.【附图标记说明】
23.1-电池盒、11-壳体、12-盖体、121-把手、
24.2-第一半导体制冷片、3-第二半导体制冷片、4-电池、
25.5-电池安装架、51-内架、511-第一内架支板、512-内架支柱、513-第二内架支板、514-第一通风道。515-第二通风道、52-外架、521-外架支柱、522-外架支板、53-缓震件、
26.6-控制装置、7-第一风机、8-第二风机。
具体实施方式
27.本发明提供了一种无人机电池及热管理控制系统，解决了现有技术当中，在户外使用无人机时，无法适用于低温环境的问题。
28.为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
29.实施例：
30.本发明提供了一种无人机电池及热管理控制系统，包括电池盒1、第一半导体制冷片2、第二半导体制冷片3、电池4、电池安装架5以及控制装置6；所述电池4设置于所述电池安装架5内；所述电池安装架5连接在所述电池盒1内部；所述电池盒1的两相对侧面均开设有安装孔；所述第一半导体制冷片2以及所述第二半导体制冷片3分别设置于所述电池盒1的安装孔内；所述第一半导体制冷片2以及所述第二半导体制冷片3分别与所述控制装置6电连接；所述电池4与所述第一半导体制冷片2、所述第二半导体制冷片3以及所述控制装置6电连接；所述电池安装架5内部位于所述电池4处设有多个温度传感器；所述电池安装架5内的温度传感器与所述控制装置6电连接；
31.所述电池安装架5包括内架51以及外架52；所述内架51通过缓震件53连接所述外架52。
32.在本发明实施例中，所述控制装置6采用mcu控制板。mcu控制板也就是微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机。是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、usb、a/d转换、uart、plc、dma等周边接口，甚至lcd驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
33.所述第一半导体制冷片2的冷面位于所述电池盒1外侧，所述第一半导体制冷片2的热面位于所述电池盒1内侧。而所述第二半导体制冷片3的冷面位于所述电池盒1内侧，所述第二半导体制冷片3的热面位于所述电池盒1外侧。
34.所述缓震件53在本发明实施例中可以为弹簧。使所述内架51受到的外界影响减小，保护内部电池以及线路安全。如图1所示，所述电池4在插入所述内架51后，可通过螺栓固定定位。使所述电池4不易晃动，保持良好的接线效果。
35.进一步的，所述电池盒1内部设有第一风机7以及第二风机8；所述第一风机7设置于靠近所述第一半导体制冷片2一侧；所述第二风机8设置于靠近所述第二半导体制冷片3一侧；所述第一风机7与所述第一半导体制冷片2电连接；所述第二风机8与所述第二半导体制冷片3电连接。
36.所述控制装置6同时控制所述第一风机7与所述第一半导体制冷片2，所述控制装置6同时控制所述第二风机8与所述第二半导体制冷片3。所述第一风机7以及所述第二风机8是用来加强所述电池盒1内部空气循环的作用。
37.进一步的，所述电池盒1包括相互可拆卸连接的壳体11以及盖体12；所述电池安装架5一端连接所述盖体12底面；所述壳体11底面设有凹槽；所述电池安装架5的另一端与所述壳体11的凹槽相抵。起到一定的定位效果。避免在无人机飞行时，所述电池安装架5产生晃动移位。
38.进一步的，所述盖体12底面设有定位凸起；所述壳体11设有定位槽；所述盖体12的定位凸起与所述壳体11的定位槽连接。在本发明实施例中，所述壳体11的定位槽中以及所述盖体12的定位凸起处均设有密封条。既增加了密封性，又可以对所述盖体12产生固定定位效果。
39.进一步的，所述盖体12顶部设有把手121。方便工作人员对内部所述电池4进行更换。只需要通过所述把手121将整个所述盖体12拉出。因所述电池安装架5一端与所述盖体12连接，所以工作人员可以得到整个所述电池安装架5。所述电池4与所述电池安装架5可拆卸连接。方便工作人员进行更换电池。
40.进一步的，所述内架51包括两个第一内架支板511、至少一个第二内架支板513以及多个内架支柱512；多个所述内架支柱512通过两个所述第一内架支板511以及至少一个所述第二内架支板513连接；两个所述第一内架支板511分别设置于靠近所述内架支柱512两端位置；所述第二内架支板513设置于所述内架支柱512上位于两个所述第一内架支板511之间位置；所述第一内架支板511与所述电池4相接触一侧设有第一通风道514；所述第二内架支板513的上下两面均设有第二通风道515；所述第二内架支板513上设有温度传感器。
41.所述电池4滑动插入所述内架51中。如图1所示，所述电池4插入后，可通过所述内架支柱512上的定位孔进行螺栓定位锁紧，避免所述电池4因无人机工作而产生晃动。
42.所述第一通风道514以及所述第二通风道515的通风方向沿所述第一风机7以及第二风机8的吹风方向进行开通。所述第一通风道514以及所述第二通风道515的形状可以为直线型。使所述电池盒1内部空气流动更加顺畅。
43.进一步的，所述第一通风道514与所述第二通风道515的形状为s型。此设计如图2、3所示，是为了让所述第一半导体制冷片2或所述第二半导体制冷片3所产生的空气长时间均匀流过所述电池4的上下两面。极大程度上增加了针对所述电池4的控温效果。
44.进一步的，所述外架52包括外架支板522以及多个外架支柱521；多个所述外架支柱521通过所述外架支板522连接；所述外架支板522设置于所述外架支柱521的底部；所述外架支板522的底面与所述壳体11的凹槽相抵；多个所述外架支柱521均通过所述缓震件53连接多个所述内架支柱512。
45.每一个所述外架支柱521军通过一个所述缓震件53连接一个所述内架支柱512。因在本发明实施例中的所述缓震件53为弹簧。所以所述内架支柱512的上下两端分别设有连接口，所述外架支柱521靠近所述内架支柱512一侧设有连接凸起。所述缓震件53一端连接所述内架支柱512连接口，所述缓震件53另一端连接所述外架支柱521的链接凸起。
46.进一步的，还包括有一种热管理控制系统，其特征在于，所述控制装置6被配置为通过所述电池安装架5的温度传感器获取所述电池4的温度信息，温度信息与所述电池4特定的参数比较进行内部判断；所述控制装置6发送控制指令同时启动所述第一半导体制冷片2和所述第一风机7或同时启动所述第二半导体制冷片3和所述第二风机8。
47.所述第一半导体制冷片2和所述第一风机7被同时控制，所述第二半导体制冷片3和所述第二风机8被同时控制。且所述控制装置6启动其中一组时，另一组处于停止工作的状态。
48.工作原理：
49.其中所述电池盒1是一个密闭的空间，在左右侧壁上面分别安装有所述第一半导体制冷片2和所述第二半导体制冷片3，所述第一半导体制冷片2的热面朝向所述电池盒1内部，所述第二半导体制冷片3的冷面朝向所述电池盒1内部。所述控制装置6通过温度传感器获取所述电池4的温度信息，温度信息与所述电池4特定的参数比较进行内部判断；若电池温度过高，所述控制装置6发送控制指令启动所述第二半导体制冷片3，并且停止所述第一半导体制冷片2，让它不工作，从而降低所述电池盒1内部温度。若电池温度过低，所述控制装置6发送控制指令启动所述第一半导体制冷片2，并且让所述第二半导体制冷片3不工作，使得所述电池盒1内部温度升高。通过这样的调节机制，维持所述电池盒1内部温度在一个合理的温度范围内，从而维持所述电池4温度不会太高或者太低。
50.本发明一种无人机电池及热管理控制系统，利用半导体制冷片的热搬运功能，配合风机以及结构上的气流结构设计，给半导体制冷片相应的控制指令，就可以实现热量的变换。所述控制装置6可以通过温度传感器获取到所述电池4的温度，并且发送对应的控制指令到所述第一半导体制冷片2和所述第二半导体制冷片3。所述电池4提供系统运行所需要的电力供应，所述电池4的温度传感器紧贴于所述电池4表面，能够根据所述电池4温度的变化产生不同的电信号，传递给所述控制装置6控制。
51.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
52.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种无人机电池，其特征在于，包括电池盒(1)、第一半导体制冷片(2)、第二半导体制冷片(3)、电池(4)、电池安装架(5)以及控制装置(6)；所述电池(4)设置于所述电池安装架(5)内；所述电池安装架(5)连接在所述电池盒(1)内部；所述电池盒(1)的两相对侧面均开设有安装孔；所述第一半导体制冷片(2)以及所述第二半导体制冷片(3)分别设置于所述电池盒(1)的安装孔内；所述第一半导体制冷片(2)以及所述第二半导体制冷片(3)分别与所述控制装置(6)电连接；所述电池(4)与所述第一半导体制冷片(2)、所述第二半导体制冷片(3)以及所述控制装置(6)电连接；所述电池安装架(5)内部位于所述电池(4)处设有多个温度传感器；所述电池安装架(5)内的温度传感器与所述控制装置(6)电连接；所述电池安装架(5)包括内架(51)以及外架(52)；所述内架(51)通过缓震件(53)连接所述外架(52)。2.根据权利要求1所述一种无人机电池，其特征在于，所述电池盒(1)内部设有第一风机(7)以及第二风机(8)；所述第一风机(7)设置于靠近所述第一半导体制冷片(2)一侧；所述第二风机(8)设置于靠近所述第二半导体制冷片(3)一侧；所述第一风机(7)与所述第一半导体制冷片(2)电连接；所述第二风机(8)与所述第二半导体制冷片(3)电连接。3.根据权利要求1所述一种无人机电池，其特征在于，所述电池盒(1)包括相互可拆卸连接的壳体(11)以及盖体(12)；所述电池安装架(5)一端连接所述盖体(12)底面；所述壳体(11)底面设有凹槽；所述电池安装架(5)的另一端与所述壳体(11)的凹槽相抵。4.根据权利要求3所述一种无人机电池，其特征在于，所述盖体(12)底面设有定位凸起；所述壳体(11)设有定位槽；所述盖体(12)的定位凸起与所述壳体(11)的定位槽连接。5.根据权利要求3所述一种无人机电池，其特征在于，所述盖体(12)顶部设有把手(121)。6.根据权利要求3所述一种无人机电池，其特征在于，所述内架(51)包括两个第一内架支板(511)、至少一个第二内架支板(513)以及多个内架支柱(512)；多个所述内架支柱(512)通过两个所述第一内架支板(511)以及至少一个所述第二内架支板(513)连接；两个所述第一内架支板(511)分别设置于靠近所述内架支柱(512)两端位置；所述第二内架支板(513)设置于所述内架支柱(512)上位于两个所述第一内架支板(511)之间位置；所述第一内架支板(511)与所述电池(4)相接触一侧设有第一通风道(514)；所述第二内架支板(513)的上下两面均设有第二通风道(515)；所述第二内架支板(513)上设有温度传感器。7.根据权利要求6所述一种无人机电池，其特征在于，所述第一通风道(514)与所述第二通风道(515)的形状为s型。8.根据权利要求6所述一种无人机电池，其特征在于，所述外架(52)包括外架支板(522)以及多个外架支柱(521)；多个所述外架支柱(521)通过所述外架支板(522)连接；所述外架支板(522)设置于所述外架支柱(521)的底部；所述外架支板(522)的底面与所述壳体(11)的凹槽相抵；多个所述外架支柱(521)均通过所述缓震件(53)连接多个所述内架支柱(512)。9.根据权利要求1-8任意一项所述一种无人机电池，还包括有一种热管理控制系统，其特征在于，所述控制装置(6)被配置为通过所述电池安装架(5)的温度传感器获取所述电池(4)的温度信息，温度信息与所述电池(4)特定的参数比较进行内部判断；所述控制装置(6)发送控制指令同时启动所述第一半导体制冷片(2)和所述第一风机(7)或同时启动所述第
二半导体制冷片(3)和所述第二风机(8)。

技术总结
本发明提供了一种无人机电池及热管理控制系统，根据温度传感器获取的电池温度信息，控制装置能够通过控制第一半导体制冷片、第二半导体制冷片的工作方式去调节电池盒内部温度，确保电池温度维持在相对合理的温度范围内。电池安装架由内架与外架构成，内架与外架通过缓震件连接，可以减少内架受到外界的影响。电池安装架与壳体内凹槽相抵，达到定位的作用。壳体定位槽与盖体定位凸起相对应，连接处还设有密封条，不止增加密封性，还可以对盖体进行定位。第一内架支板与第二内架支板分别设有第一通风道以及第二通风道，可以使电池盒内部空气流通更好。第一通风道与第二通风道均为S型，可以增加空气在电池处流通的时间，对电池有更好的控温效果。池有更好的控温效果。池有更好的控温效果。


技术研发人员：杨铭
受保护的技术使用者：辽宁航天宏图无人机科技有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/16