Πώς να χρησιμοποιήσετε το BMS σε μπαταρίες drone;

Ο «Smart Heart Manager» των Drones: Στρατηγικές σύζευξης πλακών BMS και βασικές εφαρμογές

Στον κόσμο των drones, τοΜπαταρίαΤο διοικητικό συμβούλιο του Συστήματος Διαχείρισης (BMS) διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο. Πώς μπορείτε να αντιστοιχίσετε και να εφαρμόσετε σωστά μια πλακέτα BMS για το drone σας; Αυτό το άρθρο θα παρέχει μια εις βάθος ανάλυση.

I. Τι είναι το BMS Board; Γιατί είναι Απαραίτητο;

Με απλά λόγια, μια πλακέτα BMS είναι μια πλακέτα κυκλώματος ενσωματωμένη σε ένα smartμπαταρία. Παρακολουθεί και διαχειρίζεται την «υγεία» των μπαταριών λιθίου (συνήθως μπαταρίες LiPo).

Παρακολούθηση: Παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο μεμονωμένων τάσεων κυψελών, συνολικών ρευμάτων φόρτισης/εκφόρτισης και θερμοκρασιών.

Διαχείριση: Εξασφαλίζει σταθερές τάσεις κυψέλης σε όλο το πακέτο μέσω της λειτουργικότητας εξισορρόπησης, αποτρέποντας το φαινόμενο του «ασθενέστερου συνδέσμου».

Προστασία: Παρέχει προστασία από υπερφόρτιση, υπερβολική εκφόρτιση, υπερβολικό ρεύμα, βραχυκύκλωμα και υπερθέρμανση—η σανίδα σωτηρίας που αποτρέπει τις πυρκαγιές, τις εκρήξεις ή τη μόνιμη ζημιά της μπαταρίας.

Σηματοδότηση: Επικοινωνεί με ελεγκτές πτήσης και επίγειους σταθμούς μέσω διεπαφών όπως CAN, SMBus ή I2C για να αναφέρει κρίσιμα δεδομένα όπως η εναπομένουσα χωρητικότητα και η κατάσταση υγείας.

Χωρίς BMS, η μπαταρία του drone σας είναι σαν ένα οικιακό ηλεκτρικό κύκλωμα χωρίς ασφάλειες ή μετρητές—επικίνδυνη και ανεξέλεγκτη.

II. Πώς να επιλέξετε μια πλακέτα BMS για το Drone σας;

Η επιλογή μιας πλακέτας BMS απαιτεί την προσαρμογή της στις συγκεκριμένες ανάγκες του drone σας. Εξετάστε αυτές τις τέσσερις βασικές διαστάσεις:

1. Με βάση την αρχιτεκτονική του πακέτου μπαταριών: S Count και P Count

S Count: Αναφέρεται στον αριθμό των κυψελών που είναι συνδεδεμένες σε σειρά εντός της μπαταρίας, καθορίζοντας άμεσα τη συνολική τάση.

Αριθμός παράλληλων κυψελών (P): Αναφέρεται στον αριθμό των κυψελών που συνδέονται παράλληλα, επηρεάζοντας τη συνολική χωρητικότητα και την ικανότητα εκφόρτισης της μπαταρίας. Το BMS πρέπει να αντέχει το υψηλότερο ρεύμα συνεχούς εκφόρτισης που προκύπτει από την παράλληλη σύνδεση.

Στρατηγική αντιστοίχισης: Όταν επιλέγετε ένα BMS, πρέπει να ταιριάζει απόλυτα με τον αριθμό S της μπαταρίας. Επιλέξτε ένα BMS με την κατάλληλη βαθμολογία ρεύματος με βάση το μέγιστο ρεύμα που εκτιμάται από την καταμέτρηση P.

2. Με βάση τις τρέχουσες απαιτήσεις: Συνεχής εκφόρτιση έναντι ρεύματος αιχμής

Υπολογίστε το ρεύμα που απαιτείται από το drone σας υπό μέγιστο φορτίο.

Στρατηγική αντιστοίχισης: Το επιλεγμένο BMS πρέπει να έχει ονομασίες συνεχούς εκφόρτισης και ρεύματος αιχμής που υπερβαίνουν την υπολογιζόμενη μέγιστη απαίτηση για drone, με περιθώριο ασφαλείας 20%-30%. Η χρήση ενός BMS με βαθμολογία μόνο για 30A σε ένα drone που απαιτεί 60A θα ενεργοποιήσει την προστασία λόγω υπερφόρτωσης, προκαλώντας απροσδόκητο κλείσιμο και συντριβή.

3. Με βάση Λειτουργικές Απαιτήσεις: Πρωτόκολλα εξισορρόπησης και επικοινωνίας

Λειτουργία εξισορρόπησης: Για drones υψηλής απόδοσης, η παθητική εξισορρόπηση είναι στάνταρ στο BMS, επεκτείνοντας τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Πρωτόκολλο επικοινωνίας: Αυτή είναι η γλώσσα μέσω της οποίας το BMS «επικοινωνεί» με τον ελεγκτή πτήσης.

SMBus/I2C: Συνηθισμένο σε drones καταναλωτικής ποιότητας, με απλό πρωτόκολλο.

CAN Bus: Προτιμάται για βιομηχανικά και εμπορικά drones, που προσφέρει ισχυρή αντίσταση παρεμβολών, μεγάλες αποστάσεις μετάδοσης και εξαιρετική αξιοπιστία.

Στρατηγική αντιστοίχισης: Βεβαιωθείτε ότι το πρωτόκολλο επικοινωνίας BMS είναι συμβατό με το σύστημα ελεγκτή πτήσης σας. Οι περισσότεροι ελεγκτές πτήσης ανοιχτού κώδικα υποστηρίζουν το CAN bus, καθιστώντας το την πιο συνιστώμενη επιλογή.

4. Θέματα μεγέθους και βάρους: Διάταξη χώρου

Τα drones είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στους περιορισμούς βάρους και χώρου.

Αντιστοίχιση στρατηγικής: Δώστε προτεραιότητα σε εξαιρετικά ολοκληρωμένες, συμπαγείς και ελαφριές λύσεις BMS. Θα πρέπει να τοποθετείται έξυπνα μέσα στη μπαταρία για να αποφεύγεται η συμπίεση των στοιχείων ή η προσθήκη υπερβολικού βάρους.

III. Πρακτικά σενάρια για πίνακες BMS σε εφαρμογές Drone

1. Μη επανδρωμένα αεροσκάφη αεροφωτογράφησης καταναλωτών:

Σύζευξη: Συνήθως χρησιμοποιεί εξαιρετικά ενσωματωμένες έξυπνες μπαταρίες σε κάψουλα. Το εσωτερικό BMS είναι συχνά 4S ή 6S, με ολοκληρωμένες λειτουργίες προστασίας και ακριβή υπολογισμό χωρητικότητας, επικοινωνώντας με τον ελεγκτή πτήσης μέσω ειδικών πρωτοκόλλων.

Εφαρμογή: Οι χρήστες μπορούν να δουν τα διπλά επίπεδα μπαταρίας με ακρίβεια στο ποσοστό σε πραγματικό χρόνο μέσω μιας εφαρμογής ή ενός τηλεχειριστηρίου, απολαμβάνοντας ασφαλή διαχείριση φόρτισης και αποφόρτισης.

2. Drones βιομηχανικής κλίμακας εφαρμογής (τοποθέτηση, επιθεώρηση, προστασία καλλιεργειών):

Διαμόρφωση: Λόγω της εκτεταμένης διάρκειας της αποστολής και του μεγάλου ωφέλιμου φορτίου, αυτά τα drones χρησιμοποιούν συνήθως πακέτα μπαταριών υψηλής χωρητικότητας με υψηλούς ρυθμούς εκφόρτισης. Το BMS πρέπει να είναι βιομηχανικής ποιότητας, να υποστηρίζει την επικοινωνία διαύλου CAN, με ισχυρές δυνατότητες εξισορρόπησης και μεγάλο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας.

Εφαρμογές:

Ακριβής πρόβλεψη υπολειπόμενου χρόνου πτήσης: Κατά τη διάρκεια επιθεωρήσεων που διαρκούν αρκετές ώρες, ο ελεγκτής πτήσης χρησιμοποιεί δεδομένα BMS που λαμβάνονται από τον επίγειο σταθμό για να προβλέψει με ακρίβεια την υπολειπόμενη εμβέλεια πτήσης, διασφαλίζοντας την ασφαλή επιστροφή στη βάση.

Διαγνωστικά για την υγεία των μπαταριών: Τα δεδομένα που έχουν καταγραφεί στο BMS επιτρέπουν την ανάλυση της υποβάθμισης της μπαταρίας, διευκολύνοντας την προγνωστική συντήρηση για την αντικατάσταση των μπαταριών πριν πέσει η απόδοση σε επικίνδυνα επίπεδα.

Crop Protection Drone Battery Management: Για συνεχείς λειτουργίες υψηλής έντασης, η εξισορρόπηση BMS είναι κρίσιμη για τη μεγιστοποίηση της χρήσης κάθε στοιχείου, την παράταση της διάρκειας ζωής ολόκληρου του πακέτου μπαταριών και τη μείωση του λειτουργικού κόστους.

3. Racing Drones:

Σύζευξη: Τα αγωνιστικά drones επιδιώκουν ακραίες αναλογίες ισχύος προς βάρος, συνήθως χρησιμοποιώντας μπαταρίες υψηλής ταχύτητας 4S ή 6S. Η επιλογή BMS δίνει προτεραιότητα στην εξαιρετικά χαμηλή εσωτερική αντίσταση και την εξαιρετική ικανότητα εκφόρτισης, θυσιάζοντας μερικές φορές ορισμένα χαρακτηριστικά προστασίας για τη μείωση του βάρους.

Εφαρμογή: Η βασική αποστολή του BMS είναι να παρέχει έξοδο ρεύματος χωρίς συμφόρηση, διατηρώντας παράλληλα την ισορροπία των κυττάρων κατά τη διάρκεια επιθετικών ελιγμών, διασφαλίζοντας ότι η ισχύς δεν υποβαθμίζεται κατά τη διάρκεια αγώνων που διαρκούν μόνο λεπτά.

IV. Περίληψη και συστάσεις

Η επιλογή ενός BMS για το drone σας είναι μια τεχνική εξισορρόπηση μεταξύ απόδοσης, ασφάλειας, μακροζωίας και κόστους.

Προσέγγιση για αρχάριους: Επιλέξτε ένα BMS που ταιριάζει με την βαθμολογία S της μπαταρίας σας, με άφθονο περιθώριο ρεύματος και βασικές δυνατότητες προστασίας/εξισορρόπησης.

Επαγγελματικές Εφαρμογές: Δώστε προτεραιότητα στην αξιοπιστία επιλέγοντας BMS βιομηχανικής ποιότητας με επικοινωνία διαύλου CAN. Αξιοποιήστε τα δεδομένα της για να βελτιστοποιήσετε τις λειτουργίες και τη συντήρηση του στόλου.

Συνοπτικά

Αν και συμπαγής, η πλακέτα BMS χρησιμεύει ως ο έξυπνος πυρήνας του συστήματος ισχύος ενός drone. Η σωστή αντιστοίχιση και χρήση του όχι μόνο ενισχύει την ασφάλεια των πτήσεων, αλλά και επεκτείνει τη λειτουργική διάρκεια ζωής και την αποτελεσματικότητα του drone σας. Όταν σχεδιάζετε την επόμενη λύση ενέργειας drone, δώστε σε αυτόν τον «έξυπνο διαχειριστή καρδιάς» την προσοχή που του αξίζει.