Miért tesz különbséget az intelligens BMS az ipari drón akkumulátorcsomagok között?

Szerző:YIHANG energiamérnöki csapat | Ipari UAV és Drone akkumulátor gyártó | yihangpower.com

Folyamatosan ugyanazt a panaszt halljuk a drónintegrátoroktól és a flottaüzemeltetőktől: vegyen elő egy vadonatúj akkumulátort, megfelelő feliratozással, frissen a dobozból, csatlakoztassa, és továbbra is figyeli, ahogy a feszültség erősen csökken a kimászás során. A repülőgép lemerül, az ESC felmelegszik, és a projektben senki sem tudja megmagyarázni, miért.

Saját rekordjainkból a címenYIHANG Erő, a nyers sejtek ritkán okoznak problémát. A specifikációt legtöbbször csak a kapacitás alapján véglegesítették, és a BMS-t utólag választották ki, hogy megfeleljen az árnak. Ez az útvonal hobbicsomagoknál működik. Az ipari platformokon szétesik, ahol egy meghibásodott akkumulátor egész napos ellenőrzést vagy rakományozási műveletet tesz lehetővé.

Kompletten építünksmart-BMS-be integrált drón akkumulátorszerelvények ellenőrző drónokhoz, mezőgazdasági UAV-okhoz és nehéz teherszállító repülőgépekhez. Az alábbiakban az következik, amit valódi projektekből tanultunk, nem pedig adatlapelméletből: hogyan olvassuk le az akkumulátor specifikációit úgy, ahogyan egy mérnök olvassa őket, hogyan válasszunk LiPo, Li-ion és félszilárd cellák között, mit csinál egy intelligens BMS a repülés közben, és mi kell ahhoz, hogy a lítiumcsomagokat légi úton, vám- vagy légitársasági problémák nélkül szállítsák.

Ez azoknak íródott, akik ténylegesen megvásárolják és karbantartják ezeket a csomagokat, nem pedig a keresőmotoroknak. Ha Ön olyan integrátor, akit megégett egy olyan akkumulátor, amely papíron jól nézett ki, és a terepen meghibásodott, az alábbi szakaszok segítségével pénzt takaríthat meg.

Olvassa el az ipari drón akkumulátorok legfontosabb jellemzőit

A vevők először összehasonlítják a kapacitások számát, és ott megállnak. A kapacitás számít, de ez csak egy a négy nyomtatott érték közül, amely eldönti, hogy egy csomag túléli-e a szántóföldi munka szezonját.

A kapacitás (mAh) megmutatja, hogy mennyi energiát hordoz a csomag, de azt is, hogy mekkora önsúlyt emel. A kapacitás megduplázódása ritkán duplázza meg a repülési időt ugyanazon a repülőgépvázon, mivel a többletsúly ugyanazt a tolóerőt emészti fel. Kezelje a kapacitást kompromisszumként, ne célként.

A feszültség és az S számláló motor viselkedése közvetlenül. A 6S csomag 22,2 V névleges feszültségen működik, és 25,2 V-ra töltődik; a 12S csomag 44,4 V-on működik, és 50,4 V-nál éri el a csúcsot. A magasabb feszültség alacsonyabb áramerősséget jelent ugyanazon teljesítmény mellett, ami hidegebb ESC-ket és vékonyabb vezetékeket jelent. Ez az oka annak, hogy a nehézemelő platformok a 6S-ről a 12S-re vagy a 14S-re mozdulnak el, ahogy skálázódnak.

A folyamatos C-árfolyam az az érték, amelyet a vásárlók leginkább félreolvasnak. Az 5000 mAh-s csomag 25 C-os besorolása 125 A folyamatos teljesítményt ígér, de csak a gyártó által meghatározott teszthőmérséklet alatt. Nyári terepi körülmények között 45 °C-os környezeti hőmérsékleten a valós leszállítandó szám csökken. Amikor értékeli a szállítókat, kérjen folyamatos sebességű adatokat, amelyeket 45 °C-on teszteltek, nem ideális laboratóriumi szobahőmérsékleten, és kérdezze meg, hogyan mérték a számot, ahelyett, hogy elfogadná a matricát.

A belső ellenállás, amelyet ritkán nyomtatnak ki, terhelés alatti hőként jelenik meg. Két azonos kapacitású csomag teljesen eltérően viselkedhet 20 A-es feszültségnél, ha az egyik duplája a másik belső ellenállása. A nagy kisütésű drónoknál az alacsony belső ellenállás többet ér, mint néhány száz extra mAh.

És soha ne hasonlítsa össze a csomagokat kizárólag kapacitás alapján a szállítók között. Számítsa ki a wattórákat, a feszültség szorozva az amperórákkal, és inkább hasonlítsa össze ezt az adatot. A 6S 10 000 mAh-s csomag és egy 8S 7500 mAh-s csomag különböző, hasonló energiájú termékek, és ezt csak a wattórás összehasonlítás mondja meg őszintén.

Gyakorlati megjegyzés a beszállítóknak a megfelelő kérdések feltevéséhez. Amikor árajánlatot kér egy drón akkumulátor szállítójától, a kapott válaszok csak olyan jók, mint a kérdések, amelyeket feltett. Kérje meg a folyamatos sebességgörbét 45 °C-on, kérdezze meg a gyártási mintán mért belső ellenállást laboratóriumi egység helyett, és kérdezze meg, hogyan határozza meg a szállító a kapacitástűrést, hogy a csomag garantáltan leadja-e a névleges kapacitást az első ciklusban vagy ötven ciklus után. Azok a beszállítók, akik nem tudnak írásban válaszolni erre a három kérdésre, általában ipari áron kínálnak hobbiterméket.

Választás LiPo, Li-ion és félszilárd cellák között

A sejtkémiának a repülési profilt kell követnie, nem az eladót. Három gyakorlati családot látunk ipari drónmunkában.

A LiPo tasakcellák maradnak az alapértelmezettek minden 15°C-os vagy magasabb rajznál. Feszültségösszeomlás nélkül adják le az áramot, ami a kiemelkedés és a szélkorrekció során számít. A kompromisszum az alacsonyabb energiasűrűség és a rövidebb naptári élettartam, ha rosszul tárolja őket.

A lítium-ion hengeres cellák az energiasűrűség és a ciklus-élettartam terén nyernek az alacsony kisütésű, hosszú távú munka érdekében. Az alacsony áramerősséggel egy órán át cirkáló drónok közvetlenül profitálnak a lítium-ion kémiából, kilogrammonként több wattóra. A bökkenő az, hogy a tartósan nagy kisülés hatására a hengeres cellák felmelegednek, és több párhuzamos cellára van szükségük, hogy elérjék ugyanazt az áramot, ami gyorsan felemészti a súlyt.

A félszilárd cellák az újoncok a piacon, és a leginkább érdemes figyelni rájuk. A folyékony és a szilárd elektrolit között helyezkednek el, nagyobb energiasűrűséget kínálva, mint a LiPo, és jobb biztonsági ráhagyást biztosítanak a szúrási és termikus teszteknél. Egyre több hosszú élettartamú projekt kérdez minket konkrétan a félig szilárd drón akkumulátorok lehetőségeiről. Az őszinte figyelmeztetés az, hogy a félszilárd kémiára vonatkozó marketinganyagok gyakran túlzóak, és egy ideális teljesítményszámot idéznek egy labordiáról. Mindig kérjen folyamatos, valós üzemi hőmérsékleten és legalább 80 százalékos kisülési mélységen érvényesített ürítési értékeket, mielőtt elkötelezi magát.

Néhány alapszabályt minden vásárlónak megismételünk, nem meghatározott sorrendben. Soha ne próbálja meg lelapítani a duzzadt csomagot, azonnal vegye ki a forgalomból, és megfelelően ártalmatlanítsa. A szobahőmérsékleten felhasználható kapacitás nagyjából 80 százalékára számíthat, amikor a csomagokat 0 °C-on működteti, és ennek megfelelően tervezze meg a küldetéseket ahelyett, hogy a levegőben fedezné fel. A tárolási csomagok pedig körülbelül 40-60 százalékos töltéssel tölthetők fel a műveletek közötti hosszú szünetek miatt, soha nem töltik fel teljesen és soha nem merítik le teljesen.

A hőmérséklet magát a kémiaválasztást is megváltoztatja. Ha a működése hideg éghajlaton működik, a Li-ion és a félszilárd vegyszerek jobban tartják a feszültséget alacsony hőmérsékleten, mint a nagy sebességű LiPo, amely hidegben megmerevedik és elveszíti a leadható áramot. Ha a tevékenysége trópusi, a magas környezeti hőmérséklet minden kémiában felgyorsítja az öregedést, így a 25 °C-os laboratóriumi körülményekre besorolt ​​csomag nem éli ki névleges ciklusait 40 °C-os terepi körülmények között. Kérdezze meg a szállítót, hogy melyik vegyszert ajánlja az Ön tényleges üzemi hőmérsékletére, nem pedig a prospektusában szereplőre.

Az integrált intelligens BMS gyakorlati szerepei

Az intelligens BMS nem egy hosszabb nevű védelmi tábla. Folyamatosan figyeli a csomagon belüli állapotokat, és közben beszél a repülési rendszerrel.

A cellacsoport szintjén minden csoportra külön-külön követi a feszültséget és a hőmérsékletet. Az egészséges, 22,2 V-os teljes feszültség a földi állomáson elrejthet egy gyenge cellát, amely az egész csomagot lehúzza, és csak a csoportonkénti megfigyelés fogja fel, mielőtt repülés közbeni hiba lenne.

A védelmi oldalon ezredmásodperces gyors áramleállást váltja ki a propeller ütése vagy a motor leállása esetén. Hirtelen fellépő hiba esetén ez a sebesség a különbség a kiégett csatlakozó és a sérült motor között, mert különben a csatlakozó rögtönzött biztosítékká válik.

A kommunikációs oldalon pontos töltöttségi állapotot jelent SMBus-on, CAN-buszon vagy UART-on keresztül. Ez többet számít, mint azt a legtöbb vásárló gondolná: a repülésirányító a valós fennmaradó energia alapján tervezi meg a hazatérés és a leszállás döntéseit. A buta csomag a pilótát találgatásokra hagyja, és találgatni kezdi, hogy az akkumulátorok hogyan térnek vissza üresen.

Minden általunk szállított intelligens BMS ipari drón akkumulátorcsomag átesik a kiszállítás előtti kommunikációs interfész tesztelésen, mert túl sok csomagot láttunk meghibásodni a padon, ami átment volna egy egyszerű kapacitásellenőrzésen. A BMS ellenőrzése megtörténik az SOC pontossága, a hibareakció ideje és a busz kommunikációs stabilitása szempontjából, mielőtt a csomagot kiszállításra engedélyezik.

A drónok alapvető, nem menedzselt hardverrel is tudnak repülni, ezt senki sem vitatja. A különbség figyelmeztetés. Az intelligens BMS-sel egy leromlott cellát, egy forró csoportot vagy egy meghibásodott összeköttetést lát a repülések során. Enélkül akkor fedezi fel a hibát, amikor a feszültség a küldetés közepén összeomlik, és a repülőgép nem éri el a leszállási pontot.

A hibanaplózás az a funkció, amelyet a flottakezelők csak az első incidens után kezdenek értékelni. Amikor egy csomagot visszaküldenek egy kemény leszállás után, a napló közli a csapattal, hogy az akkumulátor megfelelően védett-e, a pilóta túllépte-e a kisülési határértékeket, vagy a hiba mechanikus, nem pedig elektromos volt. E feljegyzés nélkül minden incidens vitává válik a pilóta, a karbantartó személyzet és az akkumulátor szállítója között.

Intelligens akkumulátorcsomag integrált BMS-sel és kommunikációval

Kötelező védelmi funkciók az UAV akkumulátoros BMS-hez

A drónok különböző munkái nagyon eltérően terhelik az akkumulátorokat. A háromperces sorozatokban repülõ fényshow-drónnak más BMS-követelményei vannak, mint a húszperces ciklusokon át nagy áramot húzó teherszállító UAV-nak. Az alábbi funkciók azok, amelyeket kötelezőnek tartunk az ipari felhasználáshoz, és hogy mindegyik mit csinál a területen:

A sejtkiegyensúlyozást érdemes alaposabban megvizsgálni, mert ez a leggyakrabban alulértékelt funkció. A soha kiegyensúlyozott csomagok lassan sodródnak, a leggyengébb cella éri el először a határt, és az egész csomag kénytelen korán leállni. Száz ciklus felett a különbség a kiegyensúlyozott és a kiegyensúlyozatlan csomag között a felhasználható kapacitás húsz százaléka lehet. Ez nem marketing szám, hanem azt mérjük, amikor a csomagok visszajönnek a pályáról.

 drón és akkumulátor

Légi szállítási szabályok: UN38.3 és UN3480

Érdekelne, hogy ipari UAV lítium akkumulátora szállítható-e légi teherszállítással? A rövid válasz igen, a veszélyes árukra vonatkozó szigorú szabályokkal.

Minden légi úton szállított lítium akkumulátornak meg kell felelnie az UN38.3 szabványnak, a teljes tesztcsomagnak, amely magában foglalja a magassági szimulációt, a hőciklust, a vibrációt, a mechanikai ütést, a rövidzárlatot, az ütközést, a túltöltést és a kényszerkisülést. A cellagyártótól származó UN38.3 tesztjelentés nem érvényes automatikusan az összeszerelt csomagra, az egyéni csomagot külön tesztelni kell, kivéve, ha a cellák és a konfiguráció megegyezik az eredeti tanúsítási körrel.

Az osztályozás az akkumulátor szállítási módjától függ. Az önálló laza csomagok UN3480 besorolásúak. A berendezésbe szerelve vagy a drónnal együtt csomagolva szállított akkumulátorok az UN3481 jelzést használják. Ha rosszul csinálja, a légitársaság vagy a szállítmányozó visszautasítja a szállítmányt a pultnál, néha azután, hogy a rakományt már lefoglalták.

Szüksége lesz egy érvényes SDS-dokumentumra is az akkumulátorhoz, és a legtöbb fuvarozó megköveteli, hogy a csomagot 30 százalékos vagy az alatti töltöttségi állapotban szállítsák utasszállító repülőgépek esetén. Egyes légitársaságok ezt tovább szigorítják, ezért foglalás előtt egyeztesse meg a határértéket a szállítmányozóval, ne a raktár ajtajában.

A lítium akkumulátorok légi szállítása az IATA veszélyes árukra vonatkozó szabályzata alá tartozik, és a szabályok évente változnak. Ha az export mennyisége indokolja, készíttesse el a dokumentációt szakemberrel, mert egyetlen hiányzó tanúsítvány akár napokig is elbír egy küldeményt, és többe kerül, mint maga a tanúsítás.

A csomagolás az a rész, amelyet a legtöbb exportőr téved. A lítium akkumulátoroknak merev külső csomagolásra van szükségük, amely megfelel az ENSZ leejtési tesztjének, a cellák vagy csomagok szállítás közben védve vannak a rövidzárlattól, a csatlakozófedelek fel vannak szerelve, és nem szabad fémtárgyak a dobozban. A légitársaságok és a szállítmányozók ezt sokkal szigorúbban ellenőrzik, mint öt évvel ezelőtt, és a normál futárutat túlélő csomag nem fogja automatikusan túlélni a veszélyes áruk ellenőrzését.

Az akkumulátor karbantartása és élettartama

Az, hogy egy csomagot hogyan kezelnek a repülések között, jobban meghatározza a küldetésenkénti valós költséget, mint a vételár.

Töltsön az összeillő töltővel és töltési profillal, soha ne véletlenszerű egyensúlytöltővel, amely sejtszámra van beállítva. Tűzbiztos helyen töltse, és soha ne hagyja felügyelet nélkül a töltőcsomagot, bármilyen jó a BMS.

A ciklus élettartama érdekében kerülje a szokásos teljes kisülést. A sekély ciklusok, amelyek a repülések 20-30 százalékának fennmaradásával fejeződnek be, mérhetően meghosszabbítják a csomag élettartamát ahhoz képest, mintha minden alkalommal az alacsony feszültségű lekapcsolásig repülnének. Ügyfélkörünkben azt látjuk, hogy a jól kezelt csomagok jóval túlműködnek a névleges ciklusszámukon, a visszaélt csomagok pedig korán meghibásodnak ugyanazzal a gyártási tétellel.

A szezonális tárolás különösen fontos a LiPo számára. A három hónapig teljesen feltöltve tárolt csomag észrevehetően gyorsabban bomlik, mint a tárolófeszültségen tárolt. Ha a flotta télen tétlen, helyezze a csomagokat tárolási töltésre, címkézze fel őket, és néhány hetente ellenőrizze a feszültséget.

A félszilárd cellák, ahol vannak terepi adatok, jobban viselkednek a tárolásban, mint a LiPo, de továbbra is ugyanazokat a józan ész szabályokat követik. A kémia javítja a margót, nem szünteti meg az alapellátás szükségességét.

Kövesse nyomon a repülési óránkénti akkumulátorköltséget a csomagonkénti ár helyett. Az a csomag, amely húsz százalékkal többe kerül, de harminc százalékkal több ciklust biztosít, egy szezon alatt olcsóbb akkumulátor, és egy intelligens BMS, amely megakadályozza a repülés közbeni meghibásodást, egyetlen incidensben megtérül. Azok a vásárlók, akik egyedül az egységáron alkudnak ki, rendszeresen a legdrágább akkumulátort kapják repült óránként.

Hogyan fejleszt a YIHANG egyedi drone akkumulátor-megoldásokat?

A repülőgépből indulunk ki, nem a cellából. Az egyedi ipari drón akkumulátorcsomagot a valódi repülési boríték köré tervezték, és nem az ebben a hónapban raktáron lévő cellákból állították össze.

Mérnöki munkafolyamatunk rögzített sorrendben fut: csúcskisülési igény elemzése, cella kémiai egyeztetése, mechanikai csomagelrendezés, csatlakozó kiválasztása, BMS védelmi küszöb hangolása, majd kapacitásellenőrzés és teljes terhelésű kisütési tesztelés, mielőtt bármit szállítanak.

A csúcsáram elemzése a legfontosabb, mert mindent a downstream határozza meg. Az alacsony áramerősséggel cirkáló feltérképező drónok más követelményeket támasztanak, mint egy terménypermetező UAV, amely nagy áramot húz a permetezés során, és ennek megfelelően változik a csomag kialakítása.

A repülési idő elsődleges szempontjaként a hosszú élettartamú drón akkumulátorcsaládunk 20-40 százalékkal hosszabb repülési időt biztosít, mint a szabványos, azonos névleges kapacitású csomagok, ugyanazon a repülőgépvázon, azonos körülmények között mérve.

Egyedi feszültséggel, kapacitással vagy fizikai mérettel rendelkező projektek esetén ossza meg igényeit érdeklődő oldalunkon. Mérnöki csapatunk áttekinti a paramétereket, és megfelelő lítium akkumulátor konfigurációkat javasol az Ön UAV platformjához.

Az általunk támogatott tipikus egyedi projektek az új repülőgépváz egycsomagos prototípus-készítésétől a már meglévő flották gyártásáig terjednek. Az átfutási idők a cella rendelkezésre állásától és a tesztelési követelményektől függően változnak, de írásos ütemezést adunk az árajánlattal együtt, és a szállítási dokumentáció tartalmazza a rendelésben szereplő minden csomag tesztjelentését. Ez a papírmunka nem udvariasság, hanem a saját minőségügyi osztálya és a végfelhasználója ezt fogja kérni.

Ha egyedi ipari drón-akkumulátorokat vásárol beépített intelligens BMS-szel ellenőrzési, mezőgazdasági vagy rakományi küldetésekhez, forduljon a YIHANG Powerhez. Csúcsáram-szimulációt és betöltött kisülési érvényesítést futtatunk az Ön valós repülési körülményeihez, és ezt öt kontinens ügyfeleinek végeztük.

Küldje el feszültség-, kapacitás- és méretigényeit még ma. Az első technikai megbeszélés nem kerül semmibe, és többet elárul az akkumulátor opcióiról, mint egy hét adatlapolvasás.