Ako používať BMS na batériách dronov?

„Smart Heart Manager“ dronov: Stratégie párovania dosiek BMS a základné aplikácie

Vo svete dronov,BatériaDoska systému riadenia (BMS) hrá kľúčovú úlohu. Ako môžete správne spárovať a použiť dosku BMS pre váš dron? Tento článok poskytne hĺbkovú analýzu.

I. Čo je to rada BMS? Prečo je to nevyhnutné?

Jednoducho povedané, doska BMS je doska s obvodmi zabudovaná do smartbatérie. Monitoruje a riadi „zdravie“ lítiových batérií (zvyčajne LiPo batérií).

Monitorovanie: Sledovanie napätia jednotlivých článkov, celkových nabíjacích/vybíjacích prúdov a teplôt v reálnom čase.

Manažment: Zaisťuje konzistentné napätie článkov naprieč súpravou prostredníctvom vyrovnávacej funkcie, čím zabraňuje efektu „najslabšieho článku“.

Ochrana: Poskytuje ochranu proti prebitiu, nadmernému vybitiu, nadprúdu, skratu a prehriatiu – záchranné lano zabraňujúce požiaru, výbuchu alebo trvalému poškodeniu batérie.

Signalizácia: Komunikuje s letovými ovládačmi a pozemnými stanicami cez rozhrania ako CAN, SMBus alebo I2C, aby hlásil kritické údaje, ako je zostávajúca kapacita a zdravotný stav.

Bez BMS je batéria vášho dronu ako domáci elektrický obvod bez poistiek alebo meračov – nebezpečný a nekontrolovateľný.

II. Ako si vybrať dosku BMS pre váš dron?

Výber dosky BMS si vyžaduje jej prispôsobenie špecifickým potrebám vášho dronu. Zvážte tieto štyri kľúčové dimenzie:

1. Na základe architektúry batérie: Počet S a Počet P

Počet S: Vzťahuje sa na počet článkov zapojených do série v rámci batériovej jednotky, priamo určuje celkové napätie.

Počet paralelných článkov (P): Vzťahuje sa na počet paralelne zapojených článkov, ktoré ovplyvňujú celkovú kapacitu batérie a jej vybíjaciu schopnosť. BMS musí odolať vyššiemu trvalému vybíjaciemu prúdu vyplývajúcemu z paralelného zapojenia.

Stratégia párovania: Pri výbere BMS sa musí dokonale zhodovať s počtom S batérie. Vyberte BMS s príslušným menovitým prúdom na základe maximálneho prúdu odhadnutého z počtu P.

2. Na základe požiadaviek na prúd: nepretržité vybíjanie vs. špičkový prúd

Vypočítajte prúd požadovaný vaším dronom pri maximálnom zaťažení.

Stratégia prispôsobenia: Vybraný BMS musí mať nepretržité vybíjanie a špičkový prúd, ktorý presahuje vašu vypočítanú maximálnu požiadavku na dron, s 20%-30% bezpečnostnou rezervou. Použitie BMS dimenzovaného iba na 30 A na drone vyžadujúcom 60 A spustí ochranu v dôsledku preťaženia, čo spôsobí neočakávané vypnutie a pád.

3. Na základe funkčných požiadaviek: vyvažovacie a komunikačné protokoly

Funkcia vyvažovania: Pre vysokovýkonné drony je pasívne vyvažovanie štandardom v BMS, čím sa predlžuje životnosť batérie.

Komunikačný protokol: Toto je jazyk, prostredníctvom ktorého BMS „komunikuje“ s letovým ovládačom.

SMBus/I2C: Bežné v spotrebiteľských dronoch s jednoduchým protokolom.

CAN Bus: Preferovaná pre priemyselné a komerčné drony, ponúka silnú odolnosť proti rušeniu, dlhé prenosové vzdialenosti a výnimočnú spoľahlivosť.

Stratégia zhody: Uistite sa, že komunikačný protokol BMS je kompatibilný s vaším systémom riadenia letu. Väčšina letových ovládačov s otvoreným zdrojovým kódom podporuje zbernicu CAN, čo z nej robí najviac odporúčanú voľbu.

4. Veľkosť a hmotnosť: Rozloženie priestoru

Drony sú mimoriadne citlivé na hmotnosť a priestorové obmedzenia.

Stratégia prispôsobenia: Uprednostňujte vysoko integrované, kompaktné a ľahké riešenia BMS. Mala by byť šikovne umiestnená v batérii, aby sa predišlo stlačeniu článkov alebo zvýšeniu nadmernej hmotnosti.

III. Praktické scenáre pre dosky BMS v aplikáciách dronov

1. Spotrebiteľské letecké drony:

Párovanie: Zvyčajne používa vysoko integrované, zapuzdrené inteligentné batérie. Interný BMS je často 4S alebo 6S, obsahuje komplexné ochranné funkcie a presný výpočet kapacity, komunikuje s letovým ovládačom prostredníctvom vyhradených protokolov.

Aplikácia: Používatelia môžu v reálnom čase prostredníctvom aplikácie alebo diaľkového ovládača zobraziť úroveň duálnej batérie s presnosťou na percentá, pričom si môžu užívať bezpečné riadenie nabíjania a vybíjania.

2. Aplikačné drony priemyselnej kvality (prieskum, inšpekcia, ochrana plodín):

Konfigurácia: Vzhľadom na predĺžené trvanie misií a veľké užitočné zaťaženie tieto drony zvyčajne využívajú vysokokapacitné batérie s vysokou rýchlosťou vybíjania. BMS musí byť priemyselnej kvality, podporovať komunikáciu so zbernicou CAN, s robustnými schopnosťami vyvažovania a širokým rozsahom prevádzkových teplôt.

Aplikácie:

Presná predpoveď zostávajúceho času letu: Počas inšpekcií, ktoré trvajú niekoľko hodín, letový riadiaci používa údaje BMS prijaté z pozemnej stanice na presné predpovedanie zostávajúceho letového dosahu a zaisťuje bezpečný návrat na základňu.

Diagnostika stavu batérie: Údaje zaznamenané v BMS umožňujú analýzu degradácie batérie, čo uľahčuje prediktívnu údržbu na výmenu batérií skôr, ako výkon klesne na nebezpečnú úroveň.

Crop Protection Drone Battery Management: Pre vysoko intenzívne nepretržité operácie je vyváženie BMS rozhodujúce pre maximalizáciu využitia každého článku, predĺženie životnosti celej batérie a zníženie prevádzkových nákladov.

3. Závodné drony:

Párovanie: Závodné drony dosahujú extrémne pomery výkonu a hmotnosti, zvyčajne používajú vysokorýchlostné batérie 4S alebo 6S. Výber BMS uprednostňuje ultra nízky vnútorný odpor a výnimočnú kapacitu vybíjania, pričom niekedy obetuje niektoré ochranné funkcie kvôli zníženiu hmotnosti.

Aplikácia: Hlavnou úlohou BMS je dodávať prúdový výstup bez prekážok pri zachovaní rovnováhy buniek počas agresívnych manévrov, čím sa zabezpečí, že výkon sa nezníži počas pretekov trvajúcich iba minúty.

IV. Zhrnutie a odporúčania

Výber BMS pre váš dron predstavuje technickú rovnováhu medzi výkonom, bezpečnosťou, životnosťou a cenou.

Prístup pre začiatočníkov: Vyberte si BMS, ktorý zodpovedá hodnote S vašej batérie, s dostatočnou prúdovou rezervou a základnými funkciami ochrany/vyvažovania.

Profesionálne aplikácie: Uprednostňujte spoľahlivosť výberom BMS priemyselnej kvality s komunikáciou cez zbernicu CAN. Využite jeho údaje na optimalizáciu prevádzky a údržby vozového parku.

V súhrne

Hoci je doska BMS kompaktná, slúži ako inteligentné jadro energetického systému dronu. Správne spárovanie a používanie nielen zvyšuje bezpečnosť letu, ale aj predlžuje prevádzkovú životnosť a efektivitu vášho dronu. Pri plánovaní vášho ďalšieho riešenia napájania z dronu venujte tomuto „inteligentnému správcovi srdca“ pozornosť, ktorú si zaslúži.