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无(wú)人(rén)机智(zhì)能电池到(dào)底(dǐ)智能在哪(nǎ)?

 

众(zhòng)所周知(zhī),类似(sì)于(yú)小(xiǎo)悟所使用的智能电池目(mù)前(qián)具备的(de)一些功能(néng)有:电量显示(shì)、寿命显示、电池存储自(zì)放电保(bǎo)护、衡充电(diàn)保护、过充电保护、充电温(wēn)度保(bǎo)护、充电过流保护、过放电保护、短路保护、电芯损(sǔn)坏检(jiǎn)测、电池历史记录、休眠保护、通讯等十三个功(gōng)能。

有的功能可以(yǐ)直(zhí)接通过电池上的LED灯有组合的亮和灭来(lái)确定电池目前的情况,有的电池功(gōng)能则需(xū)要配合移动设备的App来进行(háng)实现,App上会实(shí)时显示剩余的电池电量,系统(tǒng)自(zì)动分析并计算返航和降落所需的(de)电量和时间,免除时(shí)刻担忧(yōu)电量(liàng)不足的困扰。智能电池会显示每块(kuài)电芯的电压,总充放电(diàn)次数以及(jí)整块电池(chí)的健康状态等。

另(lìng)外有更加的(de)高级的功能,例如Inspire1智能低电量返航:

智能飞行电池(chí)电量(liàng)过(guò)低(dī)时,电机可能无法输出足够的动(dòng)力,此时用户应尽快降落(luò)飞行器,否则飞(fēi)行器将会(huì)自动降落,导致飞(fēi)行器损坏或者引发其他(tā)的危险。为(wéi)防止因电池电量不足出现不必要的危险,inspire1主控会根据飞行的(de)位置信息,智能地判断当(dāng)前电量是否充(chōng)足。

若当(dāng)前的电量仅满(mǎn)足完成返航(háng),APP将会提示用户是否需要(yào)执行返航。若(ruò)用(yòng)户在(zài)10秒内不作选择,则10秒后将自动进入返航。返航过程中可短按智能返航按键取消返航过程。智能电量(liàng)返航在(zài)同一次飞行(háng)过程只(zhī)出现(xiàn)一次。

相(xiàng)较于(yú)传(chuán)统的电池,目(mù)前无人机应用的(de)电池无疑给人们带来(lái)了很大的便利。最开始的只(zhī)充当能量存储介质的电(diàn)池,如(rú)何(hé)演(yǎn)变到目前多功能(néng)的智能电池呢?

一、解决电池过放(fàng)电问题

在电池使用的过程(chéng)中,最(zuì)怕(pà)就是电池过放。所以为了避免电池过放,研发人员(yuán)在电池组里增加了过放电保(bǎo)护电路,当(dāng)放电电压降到(dào)预设电压值时,电(diàn)池停止向外(wài)供电。但是,如果因避免电池过放电(diàn)而立即停止供电,那很多数据(jù)来不及保存(cún),我们只能眼睁睁看(kàn)着无人机从天上(shàng)直接(jiē)掉下来。

因此(cǐ),智能电池的放电截止只(zhī)是电池自我保护的(de)最后(hòu)一道防线,在此之前(qián),管理电路(lù)还要计算(suàn)出(chū)末端(duān)续航时间,来为用(yòng)户提供预警,以便(biàn)用户有足够(gòu)的时间来采取相应的安全措(cuò)施。

第一级警报:当(dāng)检测到电(diàn)量剩余30%时(剩余量可以(yǐ)自己设置),飞机尾灯(dēng)红灯慢闪,开始报警,提示用户应(yīng)该(gāi)注意剩余电量,提前做好返(fǎn)航准备。

第二级警报:当检测到剩余电量(liàng)仅够维持(chí)返航时,开始自动执行返航;而这个时间点的把握,与飞行距离、高度有(yǒu)关,是智(zhì)能电(diàn)池数据(jù)与无人机(jī)飞控数据融合后实时计算(suàn)出来的;

第三级警报:当检测到剩余电(diàn)量都不足以维持正常返航时(例如返航途中遇到逆(nì)风,则有可能(néng)超(chāo)出预(yù)估的返航时间),则执(zhí)行(háng)原地降落,以(yǐ)最(zuì)大(dà)限度避无人机因缺电导(dǎo)致坠毁。

续航(háng)时间的计算结(jié)果与(yǔ)飞行距离、飞行高度、当前电机输出(chū)功(gōng)率等因素有关。这些因(yīn)素都是动态变化的(de),而且变化幅度可(kě)能很大,所有数据都需要实(shí)时计算,这对于智能锂(lǐ)电(diàn)池管理芯(xīn)片、算法(fǎ)设计(jì)都会提出极高的(de)要求。

二、为了解决(jué)电(diàn)池充电保(bǎo)护和保存的问(wèn)题

大家都知道,锂电池充电,是(shì)有(yǒu)特殊要求(qiú)的。另外,目前大量锂电(diàn)池(chí)组采用了多电(diàn)芯串(chuàn)并(bìng)形式,由于电芯个体(tǐ)差异,导致充电和放(fàng)电不可(kě)能做到100%均衡,因(yīn)此(cǐ)一套完善的充(chōng)电管(guǎn)理电路(lù)就显(xiǎn)得尤为必要了。而这(zhè)就是智能锂电(diàn)池要具备的第二项(xiàng)功能——对(duì)锂电(diàn)池组进行完善的(de)充电管理,以及放电(diàn)管理。

三、为了实时检测电(diàn)池电量

平时我们(men)在对电池进行检测(cè)的(de)时候,总是要拿着一(yī)个万用表,各种手忙脚乱才能测出电池的输出电压电流(liú)等物理量,或(huò)者(zhě)带着一个(gè)“哔哔响(xiǎng)”挂在电池上,多(duō)少还是不方便。所(suǒ)以为了让用户知晓电(diàn)池实时剩(shèng)余电量以及其他(tā)讯信,电池向智能化迈进了。

(1)检测(cè)剩余电量。通过4LED灯直观提示(shì)用户电池的当前剩余电量,实时显示,在飞(fēi)行过程中(zhōng)也能显示。

(2)通过(guò)数字图(tú)传,实时(shí)回传电压数据,甚至能够在(zài)APP里查看(kàn)电池组单体的电压(yā)。

(3)记(jì)录电池历史数据,比如:使用(yòng)次数,异常次(cì)数,电池寿命(mìng)等。

(4)提示电池异(yì)常。能够通(tōng)过LED灯提示各(gè)种电池异常,例(lì)如:短路、充电(diàn)电流(liú)过大、电压过高、温(wēn)度过高、温度(dù)过低等。

四、为了解决电池电极插头老化问题

不难发现,我(wǒ)们平时自己DIY的无人机所用的电池(chí),当我(wǒ)们把(bǎ)电池连接到无人机上的一瞬间(jiān),插头冒出火花。如果这种情况长时间出现的话,电池的(de)金属(shǔ)插头将会在电池放电(diàn)而产生的高温环境下被氧化,从而使插头(tóu)导电性降低,导致(zhì)插头发热,甚至空中熔(róng)解。

因插头老化(huà)导(dǎo)致无人机(jī)坠毁的案例并不少见。为了解决这个问题,锂电(diàn)池智(zhì)能管理电路急需(xū)解决这个问题。

当你把电池安装到飞行器上时(shí),跟我们传统(tǒng)的电池不一样,电极触(chù)点并不会(huì)真正放电,因此不会产生火花,也(yě)不(bú)会产(chǎn)生电蚀现象(xiàng),这样一来,电池插头接触点的寿命就能获得前所未有的提升。通(tōng)过点按电(diàn)池上(shàng)的轻触开关按钮,电池才会真正进入电力输出状态,当(dāng)然,关(guān)闭电池时,也是通过轻触开关按钮(niǔ)来执行的(de)。

五、为了解(jiě)决电池版(bǎn)权问题

首先,智能电池使得客户只能(néng)使用原厂提供的锂电(diàn)池,电池品质能够(gòu)得到比较好的保证;其次,智能电池使得飞机制造商(shāng)在该电池(chí)上(shàng)造成一定程(chéng)度的垄断,因为客户只能使用本公司(sī)生产的(de)电(diàn)池(chí)飞机(jī)才能飞(fēi),即(jí)使你破解了(le),我回去升(shēng)级一下固(gù)件版本,那些山寨电(diàn)池(chí)的商家又(yòu)只能干瞪眼。

以上所(suǒ)提到的五点,其根本目的就是(shì)为了(le)能让人们时(shí)刻了解电池的使用情况,从(cóng)而使飞行更安全,以(yǐ)及(jí)飞行前期电池的检测、后期电池的保存以及保护(hù)商家(jiā)利益,让人(rén)们可以更放心地使用电池。下面补充一些电池的(de)使用注意(yì)事项(xiàng)。

电池使用注意事项

1.在不(bú)使用电池时,需将电池从飞机中(zhōng)取下,拿到(dào)阴凉处,防(fáng)止过热或者冬季冻伤。

2.电池在飞机飞(fēi)行使用(yòng)后(hòu)不要马上进行充电,等电池冷却(què)之后再充电,一般(bān)充(chōng)电的环境(jìng)温度在0℃至40℃,充电过程中最(zuì)好有(yǒu)人(rén)值(zhí)守(shǒu),防止电池意外起火爆炸(zhà)等。

3.运(yùn)输(shū)过程中(zhōng),注意包(bāo)装,防止因为振动,车辆(liàng)加(jiā)速,减(jiǎn)速导致与其他(tā)尖锐物(wù)品碰撞导(dǎo)致破损,起火。

4.电池(chí)使用(yòng)前,注意提前检查电(diàn)池的(de)健康(kāng)状况。比如:是否因为(wéi)长时间没有使用导致虚电,或者电池使用多次还没有进行完(wán)整充放电操作,电(diàn)芯之间电压值是否相差过(guò)大(一般电(diàn)芯(xīn)之间的电压相差0.2V则需考虑电池是否存(cún)在问题了)。

5.破损(sǔn)的电池注意带回交予回收单(dān)位(一般回(huí)收站可以回收),锂电池对(duì)土地(dì)污(wū)染非常大;携带(dài)时,注意放在随(suí)手可(kě)以开门抛出车外的位(wèi)置(zhì),防止在车内起火(huǒ)。

6.电池长时间不用,存储(chǔ)电量一般在50%65%为适合的存储电池的(de)电量区(qū)间。

7.电池空(kōng)运也是很多飞友关(guān)心的问题,电池能量在100Wh以下可(kě)以直(zhí)接上飞机。有的飞友估计笑了,因为小悟标配的TB47电(diàn)池的能量刚好设(shè)计为99.9Wh,但也有的纳闷了,因为(wéi)选配的TB48电池的能量为129.96Wh,那(nà)怎(zěn)么(me)带?可(kě)参阅怎么带(dài)飞机打飞(fēi)的(de)。

8.低温环(huán)境下使用电池(原始使(shǐ)用温度范(fàn)围(wéi):-10℃至40℃),电池内阻加大而(ér)导致电压骤降,使得容(róng)量减少,从(cóng)而导致(zhì)续航时(shí)间减少。所以使(shǐ)用前务必给电池充(chōng)满(mǎn)电再使用,即电芯电压(yā)达到4.35V

在温(wēn)度低于5℃时,电池使用(yòng)需要在充满状态,,电芯的电压在4.2V以(yǐ)上,并且起飞前需要做(zuò)好预热措施(shī)以(yǐ)及(jí)贴保温(wēn)贴。预热(rè)可以通过让飞机在起飞时(shí)低空悬停一分钟左右或(huò)者(zhě)用预热仓进行预热。具体注意事项可参阅冬天电(diàn)池怎么过冬。

另外,很多不知道电池完整充放电的操(cāo)作,或(huò)者没有意识要(yào)做(zuò)完整充放电。还是(shì)拿小悟的电池来(lái)说吧,电池在经过10个充(chōng)放(fàng)电(diàn)循环之后,需要进行至(zhì)少(shǎo)一次(cì)完整的充放电(diàn),对电量计算进行校准(zhǔn)。

那放(fàng)电呢?有两种:慢速放电和快速放电(diàn)

①慢速放(fàng)电:将电池安装(zhuāng)在飞(fēi)行器当中(zhōng),开启电池,静态放电知电池电量为5%以下(xià)或直至电池(chí)制动关(guān)闭。建议在这(zhè)个放电(diàn)过程当中不要去开启电机,尤其是电机不带桨叶转动,会(huì)增加电机磨损(sǔn)。

②快速放电:将电池安装在飞行(háng)器中,在(zài)室外飞行至低电量报警病自(zì)动降落后,不要关机,继续放(fàng)电至电池自动关(guān)闭(bì)。

目前行(háng)业(yè)中(zhōng)制约无人机的翱翔蓝天的一个因素就是续航能力,而智能电池如果(guǒ)能进一步改进,比(bǐ)如通过(guò)优化电量利用率或改变能源种(zhǒng)类(比如氢气(qì)、太阳能)等方式(shì)。让(ràng)飞机拥有更长的作(zuò)业时间,前者(zhě)可(kě)能对电池的(de)续航能力的改变不是(shì)很大,但是后者一旦能在使用新的(de)能源之后(hòu)并且能够将续航能力成倍提升(shēng),那(nà)无疑是跨越(yuè)性的(de)进步(bù)。

另外,目(mù)前电(diàn)池的(de)利用率(lǜ)过低,如果(guǒ)我(wǒ)们把智能电池的电路管理模块单独出(chū)来(lái),电芯单独出来,那么是否当我们的电池电(diàn)芯损坏我们直接更换电芯之后,把新(xīn)的电芯跟原来的(de)电路管理模块可以一起再(zài)搭(dā)配使用呢(ne)?或者可以再细化到单个的电芯。

无人(rén)机智能电池(chí)的革命,只是时间问题,大家一起(qǐ)期待吧!

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