植保无人机锂电池阵列动态智能充放电控制系统开题报告

1. 研究目的与意义

（1）研究背景

随着无人机技术的提升，无人机的应用范围从单一的测绘扩展到交通、物流、农业、娱乐等领域，在近段时间的新型冠状病毒肺炎疫情中，无人机也被广泛应用于传递物资及防疫巡逻中。和其他采用锂电池供电的设备一样，其电池的续航能力、寿命、充电时间、安全性等问题直接影响和限制着用户的使用体验、使用安全以及无人机本身的推广前景，而这些问题和锂电池的使用规则有着密不可分的关系。

现阶段无人机使用的锂电池是一种被称为二次锂电池的新型锂离子电池，其能量较高、重量轻、绿色环保，这种二次锂电池的安全性相比之前的锂电池已经有所提高，但是仍然存在一定的爆炸风险。近年来，随着无人机使用群体的扩大，诸如无人机锂电池无法充电、无人机续航能力变差、无人机电池爆炸等的事例层出不穷，这些事件无一例外存在威胁财产安全或人员安全的隐患。因此，作为整个无人机的动力来源，锂电池组的正常工作是无人机飞行安全的重要保障。

2. 研究内容和预期目标

本课题主要研究的是锂电池阵列动态充放电控制系统设计，包括硬件设计、嵌入式设计以及单系统和整体系统的联调和测试。

硬件的设计包括器件的选型，schematic design 线路设计，pcb板子布局布线和上电调试。

嵌入式系统包括驱动的撰写和canbus协议的制定。主控芯片采用stm32f405，使用canbus协议进行本系统和现场管理模块间的通信。

3. 研究的方法与步骤

本课题主要采用的研究方法是利用c编写驱动程序，实现对无人机锂电池电源的充放电控制。步骤如下：

（1）前期准备工作：学习了解锂电池特性，相关软件学习，stm32f405编程及应用学习，动态监测功能相关芯片及模块使用学习，编写各检测部分的驱动程序。

（2）锂电池阵列充放电控制系统设计：硬件设计，schematic design 线路设计 ，pcb 结构设计，pcblayout 板子布局，pcb 布线，硬件加工生产及贴片焊接，硬件调试和上电检测。

4. 参考文献

[1] 张志超,郑莉莉,戴作强,杜光超,张洪生.锂离子电池充放电过程中的热特性研究.

[2] 基于msp430单片机的电流信号检测装置[j]. 李彦君,赵帆. 电脑迷. 2018(11)

[3] 基于霍尔传感器的电流检测系统[j]. 王香婷,苏晓龙. 工矿自动化. 2008(02)

5. 计划与进度安排

1）2022年3月5日至2022年3月19日：梳理毕业设计课题要点、查阅相关论文和专利、撰写开题报告。

2）2022年3月19日至2022年4月1日： orcapture 线路设计软件学习、cadance allegro pcb学习、keil mdk软件学习；了解stm32基本编程知识、熟悉stm32基本功能、学习相关传感器的工作原理和驱动程序、理解锂电池伏安特性、调查类似系统实现方式。

3）2022年4月2日至2022年4月21日：根据伏安特性计算相关参数、检测模块硬件线路设计、pcb 结构商讨、板子布局设计、硬件加工生产和贴片焊接。