Miksi Smart BMS tekee kaiken eron teollisissa drone-akuissa?

Tekijä:YIHANG Voimaa Engineering Team | Teollisuuden UAV- ja drone-akkujen valmistaja | yihangpower.com

Kuulemme jatkuvasti samaa valitusta drone-integraattoreista ja laivastonhaltijoilta: ota upouusi akkupaketti, oikeat merkinnät, tuoreena pakkauksesta, liitä se ja katsot silti jännitteen putoamista kovaa nousun aikana. Lentokone tukkeutuu, ESC käy kuumana, eikä kukaan projektissa voi selittää miksi.

Omista tietueistamme osoitteessaYIHANG Voimaa, raakasolut ovat harvoin ongelma. Suurimman osan ajasta spesifikaatio viimeisteltiin pelkän kapasiteetin perusteella, ja BMS valittiin jälkikäteen hintaa vastaavaksi. Tämä reitti toimii harrastuspaketeissa. Se hajoaa teollisilla alustoilla, joissa yksi viallinen akku maadoi koko tarkastuksen tai rahtioperaation päiväksi.

Rakennamme valmiinasmart-BMS-integroitu drone-akkukokoonpanot tarkastusdroneille, maatalous-UAV:ille ja raskaille rahtilentokoneille. Seuraavassa on se, mitä olemme oppineet todellisista projekteista tietolehtiteorian sijaan: kuinka lukea akkujen tekniset tiedot samalla tavalla kuin insinööri lukee ne, kuinka valita LiPo-, Li-ion- ja puolikiinteät kennot, mitä älykäs BMS itse asiassa tekee lennon puolivälissä ja mitä litiumpakkausten lähettäminen lentoteitse ilman tulli- tai lentoongelmia todella vaatii.

Tämä on kirjoitettu ihmisille, jotka todella ostavat ja ylläpitävät näitä pakkauksia, ei hakukoneille. Jos olet integraattori, joka on palanut paperilla näyttävän akun takia ja epäonnistunut kentällä, alla olevat osiot säästävät rahaa.

Teollisuuden drone-akkujen tärkeimpien teknisten tietojen lukeminen

Ostajat vertailevat ensin kapasiteettilukuja ja lopettavat siihen. Kapasiteetilla on väliä, mutta se on vain yksi neljästä painetusta arvosta, jotka ratkaisevat, selviääkö pakkaus kenttätyökauden.

Kapasiteetti (mAh) kertoo, kuinka paljon energiaa pakkaus kuljettaa, mutta se kertoo myös kuinka paljon nostat omaa painoa. Kapasiteetin kaksinkertaistuminen harvoin kaksinkertaistaa lentoajan samalla rungolla, koska ylimääräinen paino syö saman työntövoimabudjetin. Käsittele kapasiteettia kompromissina, älä tavoitteena.

Jännite ja S count käyttömoottorin käyttäytyminen suoraan. 6S-pakkaus on 22,2 V:n nimellisjännitteellä ja latautuu 25,2 V:iin; 12S-pakkaus toimii 44,4 V:ssa ja huippujännite on 50,4 V. Korkeampi jännite tarkoittaa pienempää virtaa samalla teholla, mikä tarkoittaa viileämpää ESC:tä ja ohuempaa johdotusta. Siksi raskaat nostolavat yleensä siirtyvät 6S:stä 12S:ään tai 14S:ään skaalautuessaan.

Jatkuva C-kurssi on arvo, jonka ostajat ymmärtävät väärin. 25 C luokitus 5 000 mAh:n pakkauksessa lupaa 125 A jatkuvaa tehoa, mutta vain valmistajan määrittämässä testilämpötilassa. Kesällä kenttäolosuhteissa 45 °C:n lämpötilassa todellinen toimitusmäärä laskee. Kun arvioit toimittajia, pyydä jatkuvan nopeuden tietoja, jotka on testattu 45 °C:ssa, ei ihanteellisessa laboratoriohuoneen lämpötilassa, ja kysy, kuinka numero mitattiin, sen sijaan, että hyväksyisit tarran.

Sisäinen vastus, arvo, joka tulostetaan harvoin ollenkaan, näkyy lämpönä kuormituksen alaisena. Kaksi saman kapasiteetin omaavaa pakkausta voivat käyttäytyä täysin eri tavalla 20 A:n jännitteellä, jos toisella on kaksinkertainen sisäinen vastus toiseen verrattuna. Suuripurkauksille droneille alhainen sisäinen vastus on arvokkaampi kuin muutama sata ylimääräistä mAh:ta.

Älä koskaan vertaa pakkauksia pelkän kapasiteetin mukaan eri toimittajien kesken. Laske wattitunnit, jännite kerrottuna ampeeritunteilla ja vertaa sen sijaan tätä lukua. 6S 10 000 mAh pakkaus ja 8S 7 500 mAh pakkaus ovat eri tuotteita, joilla on samanlainen energia, ja vain wattituntivertailu kertoo sen rehellisesti.

Käytännön huomautus oikeiden kysymysten esittämiseen toimittajilta. Kun pyydät tarjouksen drone-akun toimittajalta, saamasi vastaukset ovat yhtä hyviä kuin esittämäsi kysymykset. Pyydä jatkuvan nopeuden käyrä 45 °C:ssa, kysy sisäistä vastusta mitattuna tuotantonäytteestä laboratorioyksikön sijaan ja kysy, kuinka toimittaja määrittelee kapasiteetin toleranssin, onko pakkaus taattu nimelliskapasiteetin toimittamisesta ensimmäisellä jaksolla vai 50 jakson jälkeen. Toimittajat, jotka eivät pysty vastaamaan näihin kolmeen kysymykseen kirjallisesti, tarjoavat yleensä harrastustuotteen teollisuushinnoin.

Poiminta LiPo-, Li-ion- ja puolikiinteiden solujen välillä

Solukemian tulisi seurata lentoprofiilia, ei myyjää. Näemme kolme käytännön perhettä teollisessa dronetyössä.

LiPo-pussisolut pysyvät oletusarvoina kaikkeen, joka piirtää 15C tai enemmän. Ne tuottavat virtaa ilman jännitteen romahtamista, millä on merkitystä nousun ja tuulen korjauksen aikana. Kompromissi on pienempi energiatiheys ja lyhyempi kalenterin käyttöikä, jos säilytät niitä huonosti.

Li-ionin lieriömäiset kennot hyötyvät energiatiheydestä ja syklin kestosta matalan purkautumisen ja pitkäkestoisen työn ansiosta. Tutkimusdronit, jotka risteilevät alhaisella virralla tunnin ajan, hyötyvät suoraan litiumionikemiasta, enemmän wattituntia kiloa kohden. Sakka on siinä, että jatkuva korkea purkaus saa sylinterimäiset kennot lämpenemään, ja ne tarvitsevat enemmän rinnakkaisia ​​kennoja saavuttaakseen saman virran, joka syö nopeasti painon.

Puolikiinteät solut ovat uusi tulokas markkinoilla ja kaikkein katsomisen arvoisin. Ne sijaitsevat nestemäisen ja kiinteän elektrolyytin välissä ja tarjoavat korkeamman energiatiheyden kuin LiPo ja paremmat turvallisuusmarginaalit puhkaisu- ja lämpötesteissä. Yhä useammat pitkäkestoiset projektit kysyvät meiltä erityisesti puolikiinteistä drone-akkuvaihtoehdoista. Rehellinen varoitus on, että puolikiinteän kemian markkinointimateriaalia liioitetaan usein ja lainataan yhtä ihanteellista suorituskykyä laboratoriodiasta. Pyydä aina todellisissa käyttölämpötiloissa ja vähintään 80 prosentin purkaussyvyydessä validoituja jatkuvan purkauksen arvoja ennen sitoutumista.

Muutama perussääntö toistetaan jokaiselle asiakkaalle, ei tietyssä järjestyksessä. Älä koskaan yritä litistää turvonnutta pakkausta, poista se välittömästi käytöstä ja hävitä se asianmukaisesti. Odota noin 80 prosenttia huoneenlämmössä käytettävästä kapasiteetista käytettäessä pakkauksia 0 °C:ssa ja suunnittele tehtävät sen mukaan sen sijaan, että etsit sitä ilmasta. Ja säilytä pakkaukset noin 40–60 prosentin latauksella pitkiä toimintojen väliä varten, ei koskaan täyteen ladattuja tai tyhjentyneitä.

Lämpötila muuttaa myös itse kemian valintaa. Jos toimintasi toimii kylmässä ilmastossa, Li-ion- ja puolikiinteät kemiat pitävät jännitteen paremmin alhaisessa lämpötilassa kuin korkeanopeuksinen LiPo, joka jäykistyy ja menettää toimitettavan virran kylmänä. Jos toimintasi on trooppista, korkea ympäristön lämpötila kiihdyttää ikääntymistä kaikissa kemian osissa, joten 25 °C:n laboratorio-olosuhteisiin luokiteltu pakkaus ei täytä nimellisjaksojaan 40 °C:n kenttäolosuhteissa. Kysy toimittajalta, mitä kemiaa he suosittelevat todelliselle käyttölämpötilallesi, ei esitteelle.

Integroidun älykkään BMS:n käytännön roolit

Älykäs BMS ei ole suojakortti, jolla on pidempi nimi. Se tarkkailee pakkauksen sisällä olevia olosuhteita jatkuvasti ja keskustelee lentojärjestelmän kanssa samalla.

Kennoryhmätasolla se seuraa jokaisen ryhmän jännitettä ja lämpötilaa erikseen. Terve 22,2 V:n kokonaislukema maa-asemalla voi piilottaa yhden heikon solun, joka vetää koko paketin alas, ja vain ryhmäkohtainen valvonta havaitsee sen ennen kuin siitä tulee lennonaikainen vika.

Suojapuolella se laukaisee millisekunnin nopean virrankatkaisun potkurin iskun tai moottorin lukituksen aikana. Äkillisissä vioissa tuo nopeus on ero palaneen liittimen ja vaurioituneen moottorin välillä, koska muuten liittimestä tulee hätäsulake.

Viestintäpuolella se raportoi tarkan lataustilan SMBus-, CAN-väylän tai UART-väylän kautta. Sillä on enemmän merkitystä kuin useimmat ostajat ymmärtävät: lennonjohtaja suunnittelee paluu- ja laskeutumispäätökset todellisen jäljellä olevan energian perusteella. Tyhmä pakkaus jättää lentäjän arvailemaan, ja arvailulla on, kuinka akut palaavat tyhjiksi.

Jokainen toimittamamme älykäs BMS-teollisuuden drone-akkupaketti läpäisee toimitusta edeltävän tiedonsiirtorajapinnan testauksen, koska olemme nähneet liian monta akkua epäonnistuvan penkillä, jotka olisivat läpäisseet yksinkertaisen kapasiteettitarkastuksen. BMS:stä tarkistetaan SOC-tarkkuus, vikavasteaika ja väyläviestinnän vakaus ennen kuin pakkaus hyväksytään toimitettavaksi.

Droonit voivat lentää hallitsemattomilla peruslaitteistoilla, sitä ei kukaan kiistä. Ero on varoitus. Älykkäällä BMS:llä näet huonontuneen solun, kuuman ryhmän tai viallisen yhteyden kehittyvän lentojen aikana. Ilman sitä huomaat vian, kun jännite romahtaa kesken tehtävän ja lentokone putoaa laskeutumispisteen jälkeen.

Vikakirjaus on ominaisuus, jota kaluston johtajat alkavat arvostaa vasta ensimmäisen tapauksen jälkeen. Kun pakkaus palautetaan kovan laskun jälkeen, loki kertoo tiimillesi, suojautuiko akku oikein, ylittikö lentäjä purkausrajat vai oliko vika mekaaninen eikä sähköinen. Ilman tätä kirjaa jokaisesta tapauksesta tulee kiista lentäjän, huoltohenkilökunnan ja akun toimittajan välillä.

Älykäs akkupaketti integroidulla BMS:llä ja tiedonsiirrolla

Pakolliset suojaominaisuudet UAV Battery BMS:lle

Erilainen dronetyö rasittaa akkuja hyvin eri tavalla. Kolmen minuutin purskeissa lentävällä valonäytöksellä olevalla dronilla on erilaiset BMS-vaatimukset kuin rahti-UAV:lla, joka vetää korkeaa virtaa kahdenkymmenen minuutin jaksoissa. Alla olevat toiminnot ovat ne toiminnot, joita pidämme pakollisina teollisessa käytössä, ja mitä kukin niistä käytännössä tekee:

Solujen tasapainotusta kannattaa tarkastella lähemmin, koska se on useimmiten alimyyty toiminto. Paket, joita ei koskaan tasapainoteta, ajautuvat hitaasti, heikoin solu saavuttaa rajansa ensin ja koko paketti on pakotettu pysähtymään aikaisin. Yli sadan syklin ero tasapainotetun ja epätasapainoisen pakkauksen välillä voi olla kaksikymmentä prosenttia käyttökapasiteetista. Se ei ole markkinointinumero, sitä mitataan, kun pakkaukset tulevat takaisin kentältä.

 drone ja akku

Lentokuljetussäännöt: UN38.3 ja UN3480

Mietitkö, voiko teollinen UAV-litiumparistosi matkustaa lentorahtilla? Lyhyt vastaus on kyllä, ja siihen liittyy tiukkoja vaarallisia aineita koskevia sääntöjä.

Jokaisen ilmateitse toimitetun litiumakun on läpäistävä UN38.3, täydellinen testisarja, joka kattaa korkeussimuloinnin, lämpösyklin, tärinän, mekaanisen iskun, oikosulun, törmäyksen, ylilatauksen ja pakkopurkauksen. Solunvalmistajan UN38.3-testiraportti ei automaattisesti kelpaa kootulle pakkaukselle. Mukautettu paketti tarvitsee oman testauksen, elleivät solut ja kokoonpano vastaa alkuperäistä sertifiointialuetta.

Luokittelu riippuu akun toimitustavasta. Erilliset irralliset pakkaukset luokitellaan UN3480. Laitteisiin asennettuna tai droonin mukana pakattuissa paristoissa käytetään UN3481-tunnusta. Jos tämä on väärin, lentoyhtiö tai huolitsija hylkää lähetyksen tiskillä, joskus sen jälkeen, kun rahti on jo varattu.

Tarvitset myös voimassa olevan SDS-asiakirjan akkua varten, ja useimmat lentoyhtiöt vaativat, että paketti toimitetaan 30 prosentin lataustilassa tai alle 30 prosentin latauksessa matkustajalentokoneille. Jotkut lentoyhtiöt tiukentavat tätä entisestään, joten varmista raja huolitsijalta ennen varauksen tekemistä eikä varaston ovella.

Litiumakkujen lentorahti kuuluu IATA Dangerous Goods Regulations -säännösten piiriin, ja säännöt muuttuvat vuosittain. Jos vientimääräsi oikeuttaa, tee dokumentaatio asiantuntijalta, sillä yksittäinen puuttuva sertifikaatti voi kestää lähetyksen päiviä ja maksaa enemmän kuin itse sertifiointi.

Pakkaus on osa, jonka useimmat ensimmäistä kertaa viejät tekevät väärin. Litiumakut tarvitsevat jäykän ulkopakkauksen, joka läpäisee YK:n pudotustestin, ja kennot tai pakkaukset on suojattu oikosululta kuljetuksen aikana, liitäntöjen kannet asennettuina, eikä laatikossa ole metalliesineitä irrallaan. Lentoyhtiöt ja huolitsijat tarkastavat tämän paljon tiukemmin kuin viisi vuotta sitten, eikä normaalin kuriirimatkan kestänyt paketti automaattisesti selviä vaarallisten aineiden tarkastuksesta.

Akun huolto ja käyttöikä

Se, miten pakettia kohdellaan lentojen välillä, määrittää sen todelliset kustannukset tehtävää kohden enemmän kuin ostohinta.

Lataa yhteensopivalla laturilla ja latausprofiililla, älä koskaan satunnaista tasapainolaturia, joka on asetettu arvattuun solumäärään. Lataa paloturvallisessa paikassa äläkä koskaan jätä latauspakettia ilman valvontaa, vaikka BMS olisi kuinka hyvä.

Vältä tavanomaisia ​​täydellisiä purkauksia syklin käyttöiän vuoksi. Matalat syklit, jotka päättävät lentoja 20–30 prosentilla jäljellä, pidentävät mittavasti pakkauksen käyttöikää verrattuna joka kerta lentämiseen pienjännitekatkaisuun. Näemme asiakaskuntamme hyvin käsitellyt pakkaukset kestävän reilusti yli nimellisjaksojen lukumäärän, ja väärin käytetyt pakkaukset epäonnistuvat aikaisin samalla valmistuserällä.

Kausiluonteinen säilytys on erityisen tärkeää LiPolle. Kolme kuukautta täyteen ladattu pakkaus hajoaa huomattavasti nopeammin kuin varastojännitteellä säilytetty pakkaus. Jos kalusto on käyttämättömänä talvella, aseta pakkaukset varastointilataukseen, merkitse ne ja tarkista jännite muutaman viikon välein.

Puolikiinteät solut, joissa meillä on kenttädataa, käyttäytyvät varastoinnissa paremmin kuin LiPo, mutta noudattavat silti samoja terveen järjen sääntöjä. Kemia parantaa marginaaleja, ei poista perushoidon tarvetta.

Seuraa akun hintaa lentotuntia kohden paketin hinnan sijaan. Pakkaus, joka maksaa kaksikymmentä prosenttia enemmän, mutta tuottaa 30 prosenttia enemmän jaksoja, on halvempi akku kauden aikana, ja älykäs BMS, joka estää yhden lennon aikana tapahtuvan vian, maksaa itsensä takaisin yhdessä tapahtumassa. Ostajat, jotka neuvottelevat säännöllisesti yksin yksikköhinnasta, saavat kalleimman akun lentotuntia kohden.

Kuinka YIHANG kehittää mukautettuja drone-akkuratkaisuja

Aloitamme lentokoneesta, emme sellistä. Mukautettu teollinen drone-akkupaketti on suunniteltu todellisen lentokuoren ympärille, eikä sitä ole koottu tässä kuussa varastossa olevista kennoista.

Suunnittelutyönkulkumme toimii kiinteässä järjestyksessä: huippupurkaustarpeen analyysi, kennokemian sovitus, mekaanisen paketin asettelu, liittimien valinta, BMS-suojakynnyksen viritys, sitten kapasiteetin todentaminen ja täyteen ladatun purkauksen testaus ennen toimitusta.

Huippuvirran analyysi on tärkein, koska se määrittelee kaiken loppupään. Matalilla virroilla risteilyllä kartoittavalla droonilla on erilaiset vaatimukset kuin kasveja ruiskuttavalla UAV:lla, joka vetää korkeaa virtaa ruiskutusajojen aikana, ja pakkauksen rakenne muuttuu vastaavasti.

Kun lentoaika on etusijalla, pitkäkestoinen drone-akkusarjamme tarjoaa 20–40 prosenttia pidemmän lentokeston kuin vakiopaketit, joilla on identtinen nimelliskapasiteetti, mitattuna samassa rungossa samoissa olosuhteissa.

Projekteissa, joissa on räätälöityjä jännite-, kapasiteetti- tai fyysisiä ulottuvuuksia, jaa vaatimukset kyselysivullamme. Suunnittelutiimimme tarkistaa parametrit ja ehdottaa sopivia litiumakkukokoonpanoja UAV-alustallesi.

Tyypillisiä asiakasprojekteja, joita tuemme, vaihtelevat yhden pakkauksen prototyyppien valmistuksesta uuden lentokoneen rungolle tuotantoajoihin vakiintuneille laivastoille. Toimitusajat vaihtelevat solujen saatavuuden ja testausvaatimusten mukaan, mutta annamme sinulle kirjallisen aikataulun tarjouksen kanssa, ja toimitusdokumentaatio sisältää testiraportin jokaisesta tilauksessa olevasta pakkauksesta. Tuo paperityö ei ole kohteliaisuutta, sitä oma laatuosastosi ja loppuasiakkaasi vaativat.

Jos hankit räätälöityjä teollisuusdroone-akkuja integroidulla älykkäällä BMS-järjestelmällä tarkastuksia, maatalous- tai rahtitehtäviä varten, ota yhteyttä YIHANG Poweriin. Suoritamme huippuvirtasimuloinnin ja ladatun purkausvalidoinnin todellisille lento-olosuhteillesi, ja olemme tehneet sen asiakkaille viidellä mantereella.

Lähetä jännite-, kapasiteetti- ja mittavaatimukset jo tänään. Ensimmäinen tekninen keskustelu ei maksa mitään, ja se kertoo sinulle enemmän akkuvaihtoehdoistasi kuin viikon datalehden lukeminen.