Jak používat BMS na bateriích dronů?

„Smart Heart Manager“ dronů: Strategie párování desek BMS a základní aplikace

Ve světě dronů jeBaterieZásadní roli hraje deska systému řízení (BMS). Jak můžete správně spárovat a použít BMS desku pro váš dron? Tento článek poskytne hloubkovou analýzu.

I. Co je to BMS Board? Proč je to nepostradatelné?

Jednoduše řečeno, BMS deska je obvodová deska vestavěná do smartbaterie. Sleduje a spravuje „zdraví“ lithiových baterií (typicky LiPo baterie).

Monitorování: Sledování napětí jednotlivých článků, celkových nabíjecích/vybíjecích proudů a teplot v reálném čase.

Management: Zajišťuje konzistentní napětí článků v celé sadě pomocí funkce vyvažování, čímž zabraňuje efektu „nejslabšího článku“.

Ochrana: Poskytuje ochranu proti přebití, nadměrnému vybití, nadproudu, zkratu a přehřátí – záchranné lano zabraňující požáru, výbuchu nebo trvalému poškození baterie.

Signalizace: Komunikuje s letovými ovladači a pozemními stanicemi prostřednictvím rozhraní jako CAN, SMBus nebo I2C a hlásí kritická data, jako je zbývající kapacita a zdravotní stav.

Bez BMS je baterie vašeho dronu jako domácí elektrický obvod bez pojistek nebo měřičů – nebezpečný a nekontrolovatelný.

II. Jak vybrat BMS desku pro váš dron?

Výběr desky BMS vyžaduje přizpůsobení konkrétním potřebám vašeho dronu. Zvažte tyto čtyři klíčové dimenze:

1. Na základě architektury baterie: Počet S a Počet P

S Count: Odkazuje na počet článků zapojených do série v rámci sady baterií, přímo určuje celkové napětí.

Počet paralelních článků (P): Udává počet paralelně zapojených článků, které ovlivňují celkovou kapacitu baterie a její vybíjecí schopnost. BMS musí odolat vyššímu trvalému vybíjecímu proudu vyplývajícímu z paralelního zapojení.

Strategie přizpůsobení: Při výběru BMS musí dokonale odpovídat počtu S baterie. Vyberte BMS s odpovídajícím jmenovitým proudem na základě maximálního proudu odhadovaného z počtu P.

2. Na základě požadavků na proud: Trvalé vybíjení vs. špičkový proud

Vypočítejte proud požadovaný vaším dronem při maximální zátěži.

Strategie přizpůsobení: Vybraný BMS musí mít nepřetržité vybíjení a špičkový proud překračující váš vypočítaný maximální požadavek na dron s bezpečnostní rezervou 20 % až 30 %. Použití BMS dimenzovaného pouze na 30A na dronu vyžadujícím 60A spustí ochranu kvůli přetížení, což způsobí neočekávané vypnutí a pád.

3. Na základě funkčních požadavků: balanční a komunikační protokoly

Funkce vyvažování: U vysoce výkonných dronů je v BMS standardem pasivní vyvažování, které prodlužuje životnost baterie.

Komunikační protokol: Jedná se o jazyk, kterým BMS „komunikuje“ s letovým řídícím.

SMBus/I2C: Běžné u spotřebitelských dronů s jednoduchým protokolem.

CAN Bus: Preferovaná pro průmyslové a komerční drony, nabízí silnou odolnost proti rušení, dlouhé přenosové vzdálenosti a výjimečnou spolehlivost.

Strategie přizpůsobení: Ujistěte se, že komunikační protokol BMS je kompatibilní s vaším systémem řízení letu. Většina letových řadičů s otevřeným zdrojovým kódem podporuje sběrnici CAN, což z nich činí nejvíce doporučovanou volbu.

4. Rozměry a hmotnost: Uspořádání prostoru

Drony jsou extrémně citlivé na hmotnost a prostorová omezení.

Strategie přizpůsobení: Upřednostňujte vysoce integrovaná, kompaktní a lehká řešení BMS. Měl by být důmyslně umístěn v bateriovém bloku, aby nedošlo ke stlačení článků nebo zvýšení nadměrné hmotnosti.

III. Praktické scénáře pro BMS desky v aplikacích dronů

1. Spotřebitelské letecké fotografovací drony:

Párování: Obvykle používá vysoce integrované zapouzdřené chytré baterie. Interní BMS je často 4S nebo 6S, obsahuje komplexní ochranné funkce a přesný výpočet kapacity, komunikuje s letovým ovladačem prostřednictvím vyhrazených protokolů.

Aplikace: Uživatelé mohou v reálném čase prostřednictvím aplikace nebo dálkového ovladače zobrazit úrovně duální baterie s přesností na procenta a užívat si bezpečné řízení nabíjení a vybíjení.

2. Průmyslové aplikační drony (průzkum, kontrola, ochrana plodin):

Konfigurace: Vzhledem k prodlouženému trvání misí a velkému užitečnému zatížení tyto drony obvykle používají vysokokapacitní baterie s vysokou rychlostí vybíjení. BMS musí být průmyslové úrovně, podporovat komunikaci po sběrnici CAN, s robustními schopnostmi vyvažování a širokým rozsahem provozních teplot.

Aplikace:

Přesná předpověď zbývajícího letového času: Během inspekcí trvajících několik hodin používá letový kontrolor data BMS přijatá z pozemní stanice k přesné předpovědi zbývajícího letového dosahu a zajišťuje bezpečný návrat na základnu.

Diagnostika stavu baterie: Data zaznamenaná BMS umožňují analýzu degradace baterie, což usnadňuje prediktivní údržbu pro výměnu baterií, než výkon klesne na nebezpečnou úroveň.

Crop Protection Drone Battery Management: Pro vysoce intenzivní nepřetržité operace je vyvážení BMS zásadní pro maximalizaci využití každého článku, prodloužení životnosti celé baterie a snížení provozních nákladů.

3. Závodní drony:

Párování: Závodní drony dosahují extrémních poměrů výkonu a hmotnosti, obvykle používají vysokorychlostní baterie 4S nebo 6S. Výběr BMS upřednostňuje ultranízký vnitřní odpor a výjimečnou kapacitu vybíjení, někdy obětuje některé ochranné funkce pro snížení hmotnosti.

Použití: Základním úkolem BMS je dodávat proudový výstup bez překážek a zároveň udržovat rovnováhu buněk během agresivních manévrů, což zajišťuje, že se výkon během závodů trvajících pouhé minuty nesníží.

IV. Shrnutí a doporučení

Výběr BMS pro váš dron je technickým balancováním mezi výkonem, bezpečností, životností a cenou.

Přístup pro začátečníky: Vyberte si BMS odpovídající hodnocení S vaší baterie, s dostatečnou proudovou rezervou a základními funkcemi ochrany/vyvažování.

Profesionální aplikace: Upřednostněte spolehlivost výběrem průmyslového BMS s komunikací CAN bus. Využijte jeho data k optimalizaci provozu a údržby vozového parku.

V souhrnu

Přestože je deska BMS kompaktní, slouží jako inteligentní jádro energetického systému dronu. Správné spárování a používání nejen zvyšuje bezpečnost letu, ale také prodlužuje provozní životnost a efektivitu vašeho dronu. Při plánování dalšího řešení napájení dronu věnujte tomuto „inteligentnímu správci srdce“ pozornost, kterou si zaslouží.