一种针对飞行器电池动力系统与整机通讯架构的控制方法与流程

本发明涉及飞行器，特别涉及一种针对飞行器电池动力系统与整机通讯架构的控制方法。

背景技术：

1、evtol（电动垂直起降飞机）是以锂离子动力电池系统为动力来源的新型载人或货运飞行器技术，我国对低空经济领域的不断利好和开放以及对当前市场对evtol（电动垂直起降飞机）的领域不断突破与广泛的项目引入，对evtol飞行器的安全性与鲁棒性的重视度也越来越高。

2、在evtol电动飞行器领域中，对电池系统的通讯管理架构借鉴电动汽车上的架构，电池系统与外部整机的通讯接口多采用传统的一对一的接口通讯，在内外部的通讯链路构型上，电池管理系统多是直接通过bmu模块检测电池系统的信息并通过bmu模块与电池管理系统主控制器就底层温度、电压等电池基本信息进行交互，然后通过电池管理系统将温度、电压等信息上报到整机控制器整机控制器来判断当前的电池系统是否能够继续使用。

3、上述控制模式在电动汽车上能够得到很好的应用，而在电动飞行器上则会存在较大的失效风险，原因在于：对于电动汽车而言，如果出现电池动力系统bcu与外部整车控制器vcu的通讯丢失，则电池系统可以立刻进行下高压断开主回路的操作来保护电池的安全，亦或是通讯丢失后整车控制器也可以自行决策是否进行断开主回路的动力，这样的后果无非就是造成汽车电池动力中断，无通讯状态下也不会造成严重的安全事故。

4、不同于汽车架构，若飞行器在飞行状态下单一的动力模块通讯网络丢失，则会导致飞行器无法获取电池系统的状态数据，导致驾驶人员无法知晓当前的电池系统的状态，会对飞行在空中的飞行器的安全造成严重的威胁。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中的不足之处，提供一种针对飞行器电池动力系统与整机通讯架构的控制方法。

2、本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种针对飞行器电池动力系统与整机通讯架构的控制方法，方法如下：

3、通过电池巡检模块采集电池系统的原始数据信息并将原始数据信息发送至电池管理系统控制器模块进行处理；原始数据信息包括电池系统的电压值和温度值；

4、电池管理系统控制器模块包括第一can收发器和第二can收发器、mcu模块，第二can收发器接收来自电池巡检模块的原始数据信息并将其同时发送给整机控制器和mcu模块，mcu模块通过原始数据信息分析计算电池系统的电量和安全状态并将计算得到的处理数据信息发送给第一can收发器,第一can收发器将信息汇总后发送给整机控制器；

5、电池巡检模块、第二can收发器、mcu模块、第一can收发器和整机控制器构成第一通讯网络，电池巡检模块、第二can收发器和整机控制器构成第二通讯网络；

6、当第一通讯网络故障时，整机控制器直接接收由第二can收发器发送的电池系统的原始数据信息，整机控制器通过原始数据信息判断飞行器是否需要迫降。

7、作为优选，当第一通讯网络故障时，判断飞行器是否需要迫降的方法如下：

8、提前设置温度安全阈值和电压安全阈值，当电池系统的温度值低于温度安全阈值且电池系统的电压值高于电压安全阈值时，则飞行器可继续飞行；否者飞行器需要进行迫降。

9、作为优选，在分析计算电池系统的电量时，方法如下：

10、s1：获取电池系统的电压和温度,并确定参考温度；

11、s2：创建ocv-soc数据库；

12、s3：计算电池系统温度补偿后的电压值，计算方法如下：

13、；

14、其中，为电池系统温度补偿后的电压值，电池系统温度补偿前的电压值，为电池系统当前的温度值，为温度补偿系数；

15、s4：查找电池系统温度补偿后的电压值在ocv-soc数据库中所对应的soc值，该soc值即为电池系统的电量。

16、作为优选，所述电池巡检模块包括若干个前端采样芯片，前端采样芯片分别采集电池系统中各个电池单元的电压值和温度值。

17、作为优选，电池系统中的每个电池单元上均设有温度传感器，前端采样芯片通过温度采样线与温度传感器相连，前端采样芯片通过电压采样线与电池单元的正负极相连。

18、作为优选，所述温度传感器通过安装件安装于电池单元外壳上的安装凹槽中，安装件包括热弯片，热弯片呈圆弧形，温度传感器设置在热弯片的圆弧内侧，热弯片由第一材料层和第二材料层组成，第二材料层设置于第一材料层上靠近温度传感器的一侧；第二材料层的热膨胀系数大于第一材料层的热膨胀系数；所述热弯片的两端分别设有弹性连接片，弹性连接片的一端与热弯片固定连接，弹性连接片的另一端设有卡扣体，所述安装凹槽的侧面上设有与卡扣体相配合的卡槽。

19、作为优选，所述弹性连接片包括主体段、接触段，主体段的一端与热弯片相连，接触段设置在主体段的另一端上，卡扣体设置在接触段上，接触段与安装凹槽的侧面贴合；主体段与安装凹槽的侧面之间形成夹角，所述夹角的大小为30-45度。

20、作为优选，所述弹性连接片由弹簧钢制成。

21、作为优选，所述温度传感器为热电偶温度传感器、电阻式温度传感器中的一种。

22、作为优选，所述热弯片的圆弧内侧设有垫块，所述温度传感器设置在垫块上。

23、本发明的有益效果是：本发明中，通过第一通讯网络和第二通讯网络这两套通讯网络配合使用，第一通讯网络作为飞行器正常状态下的主要通讯网络，而第二通讯网络作为mcu模块故障状态下的备用通讯网络，保证了飞行器在故障状态下整机控制器仍能够接收电池系统的原始数据，从而能获知电池系统的基本状态信息，极大地提升了对电池系统状态的预估能力，提升了飞行器的安全性。

技术特征：

1.一种针对飞行器电池动力系统与整机通讯架构的控制方法，其特征在于，方法如下：

2.根据权利要求1所述的一种针对飞行器电池动力系统与整机通讯架构的控制方法，其特征在于，当第一通讯网络故障时，判断飞行器是否需要迫降的方法如下：

3.根据权利要求1所述的一种针对飞行器电池动力系统与整机通讯架构的控制方法，其特征在于，在分析计算电池系统的电量时，方法如下：

4.根据权利要求1所述的一种针对飞行器电池动力系统与整机通讯架构的控制方法，其特征在于，所述电池巡检模块包括若干个前端采样芯片，前端采样芯片分别采集电池系统中各个电池单元的电压值和温度值。

5.根据权利要求4所述的一种针对飞行器电池动力系统与整机通讯架构的控制方法，其特征在于，电池系统中的每个电池单元上均设有温度传感器，前端采样芯片通过温度采样线与温度传感器相连，前端采样芯片通过电压采样线与电池单元的正负极相连。

6.根据权利要求5所述的一种针对飞行器电池动力系统与整机通讯架构的控制方法，其特征在于，所述温度传感器通过安装件安装于电池单元外壳上的安装凹槽中，安装件包括热弯片，热弯片呈圆弧形，温度传感器设置在热弯片的圆弧内侧，热弯片由第一材料层和第二材料层组成，第二材料层设置于第一材料层上靠近温度传感器的一侧；第二材料层的热膨胀系数大于第一材料层的热膨胀系数；所述热弯片的两端分别设有弹性连接片，弹性连接片的一端与热弯片固定连接，弹性连接片的另一端设有卡扣体，所述安装凹槽的侧面上设有与卡扣体相配合的卡槽。

7.根据权利要求6所述的一种针对飞行器电池动力系统与整机通讯架构的控制方法，其特征在于，所述弹性连接片包括主体段、接触段，主体段的一端与热弯片相连，接触段设置在主体段的另一端上，卡扣体设置在接触段上，接触段与安装凹槽的侧面贴合；主体段与安装凹槽的侧面之间形成夹角，所述夹角的大小为30-45度。

8.根据权利要求6所述的一种针对飞行器电池动力系统与整机通讯架构的控制方法，其特征在于，所述弹性连接片由弹簧钢制成。

9.根据权利要求6所述的一种针对飞行器电池动力系统与整机通讯架构的控制方法，其特征在于，所述温度传感器为热电偶温度传感器、电阻式温度传感器中的一种。

10.根据权利要求6所述的一种针对飞行器电池动力系统与整机通讯架构的控制方法，其特征在于，所述热弯片的圆弧内侧设有垫块，所述温度传感器设置在垫块上。

技术总结
本发明公开了一种针对飞行器电池动力系统与整机通讯架构的控制方法，方法如下：通过电池巡检模块采集电池系统的原始数据信息；第二CAN收发器接收来自电池巡检模块的原始数据信息并将其同时发送给整机控制器和MCU模块，MCU模块通过原始数据信息分析计算电池系统的电量和安全状态并将计算得到的处理数据信息发送给第一CAN收发器；当第一通讯网络故障时，整机控制器直接接收由第二CAN收发器发送的电池系统的原始数据信息。本发明中，通过第一通讯网络和第二通讯网络这两套通讯网络配合使用，保证了飞行器在故障状态下整机控制器仍能够接收电池系统的原始数据，极大地提升了对电池系统状态的预估能力，提升了飞行器的安全性。

技术研发人员：吴圣恺,王海辉
受保护的技术使用者：牛瓦时克（上海）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/18