Miks Smart BMS muudab tööstuslike droonide akupakettide jaoks kõikvõimalikuks?

Autor:YIHANGi energeetikameeskond | Tööstuslike UAV-de ja drooniakude tootja | yihangpower.com

Me kuuleme droonide integreerijatelt ja lennukipargi operaatoritelt pidevalt sama kaebust: võtke uus aku, millel on õige märgistus, värskelt karbist välja võetud, ühendage see külge ja te vaatate endiselt, kuidas pinge väljaronimise ajal kõvasti langeb. Lennuk takerdub, ESC töötab kuumalt ja keegi projektis osalejatest ei oska seletada, miks.

Meie enda plaatidelt aadressilYIHANG Võimsus, toored rakud on harva probleemiks. Enamasti viidi spetsifikatsioon lõplikult välja ainult võimsuse põhjal ja BMS valiti pärast seda, et hind sobiks. See marsruut sobib hobipakkide jaoks. See laguneb tööstuslikel platvormidel, kus üks rikkis aku annab päevaks kogu ülevaatuse või lastitoimingu.

Ehitame terviklikultsmart-BMS-iga integreeritud drooni akusõlmed kontrolldroonide, põllumajanduslike UAV-de ja raskete kaubalennukite jaoks. Järgnevalt on see, mida oleme õppinud reaalsetest projektidest, mitte andmeleheteooriast: kuidas lugeda aku spetsifikatsioone nii, nagu insener neid loeb, kuidas valida LiPo, Li-ion ja pooltahke elementide vahel, mida nutikas BMS tegelikult lennu keskel teeb ja mida on tegelikult vaja liitiumipakkide õhutranspordiks ilma tolli või lennufirma probleemideta.

See on kirjutatud inimestele, kes neid pakendeid tegelikult ostavad ja hooldavad, mitte otsingumootoritele. Kui olete integraator, kes on põlenud aku tõttu, mis nägi paberil õige välja ja ebaõnnestus põllul, säästavad allolevad jaotised teie raha.

Tööstuslike drooniakude põhitehniliste andmete lugemine

Ostjad võrdlevad kõigepealt võimsuse numbreid ja peatuvad seal. Mahutavus on oluline, kuid see on vaid üks neljast trükitud väärtusest, mis otsustab, kas pakk talub välitööde hooaja.

Mahutavus (mAh) näitab, kui palju energiat pakend kannab, aga ka seda, kui palju tühimassi te tõstate. Kahekordne mahutavus kahekordistab harva samal lennukiraamil lennuaega, sest lisaraskus sööb sama tõukejõu eelarvet. Käsitle võimsust kui kompromissi, mitte eesmärki.

Pinge ja S-loend juhivad otseselt mootori käitumist. 6S pakett on 22,2 V nimipingel ja laeb kuni 25,2 V; 12S pakk töötab 44,4 V ja tipp on 50,4 V. Kõrgem pinge tähendab madalamat voolu sama võimsuse korral, mis tähendab jahedamaid ESC-sid ja õhemat juhtmestikku. Seetõttu kipuvad raskete tõsteplatvormide mastaabi suurenedes liikuma 6S-lt 12S-le või 14S-le.

Pidev C-määr on väärtus, mida ostjad kõige rohkem valesti loevad. 25C reiting 5000 mAh pakendil lubab 125 A pidevat väljundit, kuid ainult tootja määratud katsetemperatuuri all. Suvistes välitingimustes ümbritseva õhu temperatuuril 45 °C tegelik tarnitav arv langeb. Kui hindate tarnijaid, küsige pideva kiiruse andmeid, mis on testitud 45 °C juures, mitte ideaalsel laboriruumi temperatuuril, ja küsige, kuidas numbrit mõõdeti, selle asemel, et kleebis vastu võtta.

Sisetakistus, mille väärtust trükitakse üldse harva, kuvatakse koormuse all soojusena. Kaks identse mahutavusega pakki võivad 20 A pingel käituda täiesti erinevalt, kui ühel on teise sisetakistus kaks korda suurem. Suure tühjenemisega droonide puhul on madal sisetakistus väärt rohkem kui mõnisada lisamAh.

Ärge kunagi võrrelge tarnijate pakendeid ainult mahu järgi. Arvutage vatt-tunnid, pinge korrutatud ampertundidega ja võrrelge selle asemel seda arvu. 6S 10 000 mAh pakk ja 8S 7 500 mAh pakk on erinevad sarnase energiaga tooted ja seda ütleb ausalt ainult vatt-tunni võrdlus.

Praktiline märkus tarnijatelt õigete küsimuste esitamise kohta. Kui küsite drooniakude tarnijalt hinnapakkumist, on teie vastused sama head kui teie esitatud küsimused. Küsige pideva kiiruse kõverat temperatuuril 45 °C, küsige sisemist takistust, mis on mõõdetud tootmisnäidis, mitte laboriüksuses, ja küsige, kuidas tarnija määratleb võimsustolerantsi, kas pakendil on tagatud nimivõimsuse saavutamine esimesel tsüklil või pärast 50 tsüklit. Tarnijad, kes ei oska neile kolmele küsimusele kirjalikult vastata, pakuvad teile tavaliselt tööstuslike hindadega hobitoodet.

Valimine LiPo, liitiumioonide ja pooltahkete rakkude vahel

Rakkude keemia peaks järgima lennuprofiili, mitte müügimeest. Tööstuslikus droonitöös näeme kolme asjalikku perekonda.

LiPo kottelemendid jäävad vaikeväärtusteks kõigele, mis joonistab 15C või rohkem. Need edastavad voolu ilma pinge kokkuvarisemiseta, mis on väljatõusu ja tuule korrigeerimise ajal oluline. Kompromiss on madalam energiatihedus ja lühem kalendri eluiga, kui neid halvasti hoiustate.

Liitiumioon-silindrilised elemendid võidavad energiatiheduse ja tsükli eluea poolest madala tühjenemisega ja pika tööajaga. Madala vooluga tund aega sõitvad uuringudroonid saavad liitiumioonkeemiast otsest kasu, rohkem vatt-tunde kilogrammi kohta. Konks on selles, et pidev suur tühjenemine paneb silindrilised elemendid kuumenema ja nad vajavad sama voolu saavutamiseks rohkem paralleelseid rakke, mis söövad kiiresti kaalu.

Pooltahked elemendid on turul uustulnuk ja enim vaatamist väärt. Need asuvad vedela ja tahke elektrolüüdi vahel, pakkudes suuremat energiatihedust kui LiPo ja paremaid ohutusvarusid torke- ja termilistes katsetes. Üha suurem hulk pikaajalisi projekte küsib meilt konkreetselt pooltahke drooni aku valikute kohta. Aus hoiatus on see, et pooltahke keemia turundusmaterjal on sageli liialdatud, tsiteerides ühte ideaalset tulemusnäitajat labori slaidilt. Enne kohustuse võtmist taotlege alati pidevat tühjenemist, mis on kinnitatud tegelikel töötemperatuuridel ja vähemalt 80-protsendilise tühjenemise sügavusel.

Mõned põhireeglid, mida me kordame igale kliendile, mitte kindlas järjekorras. Ärge kunagi proovige paisunud pakki lamedaks teha, eemaldage see kohe kasutusest ja visake see korralikult ära. Oodake ligikaudu 80 protsenti toatemperatuuril kasutatavast võimsusest, kui kasutate pakendeid temperatuuril 0 °C, ja planeerige missioone vastavalt sellele, mitte ei avasta seda õhus. Ja hoidke pakendeid umbes 40–60-protsendilise laadimisega pikkade toimingute vaheaegadel, mitte kunagi täielikult laetud ega täielikult tühjenenud.

Temperatuur muudab ka keemiavalikut ennast. Kui töötate külmas kliimas, hoiavad liitiumioon- ja pooltahked keemilised ained madalal temperatuuril pinget paremini kui suure kiirusega LiPo, mis külmas jäigastub ja kaotab väljastatava voolu. Kui teie tegevus on troopiline, kiirendab kõrge ümbritseva õhu temperatuur igas keemias vananemist, nii et 25 °C laboritingimustele määratud pakk ei täida oma nimitsükleid 40 °C välitingimustes. Küsige tarnijalt, millist keemiat nad soovitavad teie tegeliku töötemperatuuri jaoks, mitte nende brošüüris oleva jaoks.

Integreeritud nutika BMS-i praktilised rollid

Nutikas BMS ei ole pikema nimega kaitsetahvel. See jälgib pidevalt pakis olevaid tingimusi ja räägib seda tehes lennusüsteemiga.

Rakurühma tasemel jälgib see iga rühma pinget ja temperatuuri eraldi. Tervislik kogunäit 22,2 V maapealses jaamas võib varjata ühe nõrga raku, mis tõmbab kogu paki alla, ja ainult rühmapõhine seire tabab selle enne, kui see muutub lennu ajal rikkeks.

Kaitsepoolel käivitab see millisekundilise voolu väljalülitamise propelleri löögi või mootori lukustumise ajal. Äkilise tõrke korral on see kiirus erinevus läbipõlenud pistiku ja kahjustatud mootori vahel, sest vastasel juhul muutub pistik vahekaitseks.

Kommunikatsiooni poolel annab see täpset laadimisolekut SMBusi, CAN-siini või UART-i kaudu. See on olulisem, kui enamik ostjaid mõistab: lennujuht kavandab koju naasmise ja maandumisotsuseid tegeliku järelejäänud energia põhjal. Loll pakk jätab piloodi arvama ja oletada, kuidas patareid tühjaks saavad.

Iga tarne BMS-i tööstusliku drooni akupakk, mida me tarnime, läbib tarneeelse sideliidese testimise, sest oleme näinud liiga palju akusid, mis pingil ebaõnnestuvad, mis oleks läbinud lihtsa mahutavuse kontrolli. Enne paki tarnimist kontrollitakse BMS-i SOC täpsuse, tõrkereaktsiooni aja ja siini side stabiilsuse suhtes.

Droonid saavad lennata lihtsa haldamata riistvaraga, keegi ei vaidle sellele vastu. Erinevus on hoiatus. Nutika BMS-iga näete lendude ajal halvenenud rakku, kuuma rühma või rikkis ühendust. Ilma selleta avastate vea siis, kui pinge langeb missiooni keskel ja lennuk langeb alla maandumispunkti.

Vigade logimine on funktsiooni, mida autopargi haldajad hakkavad väärtustama alles pärast esimest juhtumit. Kui pakk pärast rasket maandumist tagastatakse, teatab logi teie meeskonnale, kas aku kaitses end õigesti, kas piloot ületas tühjenemise piire või oli rike pigem mehaaniline kui elektriline. Ilma selle rekordita muutub iga intsident piloodi, hooldusmeeskonna ja aku tarnija vahel vaidluseks.

Nutikas aku koos integreeritud BMS-i ja sidega

UAV-aku BMS-i kohustuslikud kaitsefunktsioonid

Erinevad droonitööd koormavad akusid väga erinevalt. Kolmeminutilisi purskeid lendaval valguseshow droonil on teistsugune BMS-i nõue kui lasti UAV-l, mis tõmbab kahekümneminutiliste tsüklite jooksul tugevat voolu. Alltoodud funktsioonid on need, mida peame tööstuslikuks kasutamiseks kohustuslikuks ja mida igaüks neist selles valdkonnas tegelikult teeb.

Rakkude tasakaalustamine väärib põhjalikumat vaatlust, sest see on funktsioon kõige sagedamini alamüüdud. Pakid, mis pole kunagi tasakaalus, triivivad aeglaselt, kõige nõrgem rakk jõuab esimesena oma piirini ja kogu pakk on sunnitud varakult peatuma. Üle saja tsükli võib tasakaalustatud ja tasakaalustamata paki vahe olla kakskümmend protsenti kasutatavast mahust. See ei ole turundusnumber, seda me mõõdame, kui pakid põllult tagasi tulevad.

 droon ja aku

Õhusaadetiste reeglid: UN38.3 ja UN3480

Kas soovite teada, kas teie tööstuslik UAV liitiumaku saab reisida õhutranspordiga? Lühike vastus on jah, millele on lisatud ranged ohtlike kaupade reeglid.

Iga õhutranspordiga saadetud liitiumaku peab läbima standardi UN38.3, täieliku testikomplekti, mis hõlmab kõrguse simulatsiooni, termotsüklit, vibratsiooni, mehaanilist lööki, lühist, lööki, ülelaadimist ja sundtühjendust. Rakkude valmistaja UN38.3 testiaruanne ei kehti teie kokkupandud pakendi jaoks automaatselt, kohandatud pakett vajab eraldi testimist, välja arvatud juhul, kui rakud ja konfiguratsioon vastavad algsele sertifitseerimisalale.

Klassifikatsioon sõltub sellest, kuidas aku tarnitakse. Eraldiseisvad lahtised pakendid on klassifitseeritud UN3480. Seadmesse paigaldatud või drooniga koos pakitud akud kasutavad UN3481. Kui tehke seda valesti, lükkab lennufirma või ekspediitor saadetise letis tagasi, mõnikord pärast seda, kui veos on juba broneeritud.

Aku jaoks on vaja ka kehtivat SDS-dokumenti ja enamik lennuettevõtjaid nõuab reisilennukite puhul, et pakk oleks laetud 30% või alla selle. Mõned lennufirmad karmistavad seda veelgi, seega kinnitage limiit ekspediitoriga enne broneerimist, mitte lao ukse juures.

Liitiumpatareide õhuvedu kuulub IATA ohtlike kaupade eeskirjade alla ja reeglid muutuvad igal aastal. Kui Sinu ekspordimaht seda õigustab, lase dokumentatsioon koostada spetsialistil, sest üksainus puuduv sertifikaat mahutab saadetise päevi ja maksab rohkem kui sertifitseerimine ise.

Enamik eksportijaid, kes esmakordselt eksivad, on pakend. Liitiumakud vajavad jäika välispakendit, mis läbib ÜRO kukkumistesti, elemendid või pakendid on transpordi ajal lühise eest kaitstud, klemmikatted on paigaldatud ja karbis pole metallesemeid lahti. Lennufirmad ja ekspediitorid kontrollivad seda palju rangemalt kui viis aastat tagasi ning tavalise kullerireisi üle elanud pakk ei ela automaatselt üle ohtlike kaupade kontrolli.

Aku hooldus ja kasutusiga

See, kuidas paki lendude vahel koheldakse, määrab selle tegeliku lähetuse maksumuse rohkem kui ostuhind.

Laadige sobiva laadija ja laadimisprofiiliga, mitte kunagi juhusliku tasakaalulaadijaga, mis on seatud arvatavale rakkude arvule. Laadige tulekindlas kohas ja ärge kunagi jätke laadimispakki järelevalveta, hoolimata sellest, kui hea BMS on.

Tsükli eluea tagamiseks vältige tavalist täielikku tühjenemist. Madalad tsüklid, mis lõpetavad lende 20–30 protsendiga, pikendavad mõõdetavalt pakendi eluiga võrreldes iga kord madalpinge väljalülitamisega lendamisega. Näeme, et meie kliendibaasi hästi töödeldud pakendid kestavad palju kauem kui nende nimitsüklite arv ja kuritarvitatud pakendid kukuvad sama tootmispartiiga varakult läbi.

Hooajaline ladustamine on LiPo jaoks eriti oluline. Kolm kuud täislaetud pakk laguneb märgatavalt kiiremini kui salvestuspingel hoitud pakk. Kui autopark on talveks jõude, laadige pakid hoiulaadimisele, märgistage need ja kontrollige pinget iga paari nädala tagant.

Pooltahked rakud, kus meil on väliandmed, käituvad salvestusruumis paremini kui LiPo, kuid järgivad siiski samu terve mõistuse reegleid. Keemia parandab marginaale, see ei eemalda vajadust elementaarse hoolduse järele.

Jälgige aku hinda lennutunni kohta, mitte pakendi hinda. Pakett, mis maksab kakskümmend protsenti rohkem, kuid annab kolmkümmend protsenti rohkem tsükleid, on hooaja jooksul odavam aku ja nutikas BMS, mis hoiab ära ühe lennutõrke, tasub end ära ühe intsidendiga. Ostjad, kes peavad regulaarselt läbirääkimisi ainuüksi ühikuhinna üle, saavad lennutunni kohta kõige kallima aku.

Kuidas YIHANG arendab kohandatud droonide akulahendusi

Alustame lennukist, mitte kambrist. Kohandatud tööstuslik drooni aku on kujundatud teie tõelise lennuümbriku ümber, mitte kokku pandud mis tahes akudest, mis sel kuul laos on.

Meie inseneride töövoog töötab fikseeritud järjekorras: tipplahendusnõudluse analüüs, rakukeemia sobitamine, mehaanilise paketi paigutus, pistikute valik, BMS-i kaitseläve häälestamine, seejärel võimsuse kontrollimine ja täiskoormusega tühjenemise testimine enne, kui midagi tarnitakse.

Tippvoolu analüüs on kõige olulisem, sest see määratleb kõik allavoolu. Madala vooluga ristleval droonil on teistsugused nõuded kui põllukultuure pihustavale UAV-le, mis tõmbab pihustustööde ajal suurt voolu, ja pakendi kujundus muutub vastavalt.

Prioriteediks on lennuaeg, meie kauakestva drooniaku sari tagab 20–40 protsenti pikema lennu kestuse kui standardsed identse nimimahutavusega paketid, mõõdetuna samal lennukiraamil ja samades tingimustes.

Kohandatud pinge, võimsuse või füüsilise mõõtmega ümbristega projektide puhul jagage oma nõudeid meie päringulehe kaudu. Meie insenerimeeskond vaatab parameetrid üle ja pakub välja sobivad liitiumaku konfiguratsioonid teie UAV platvormile.

Tüüpilised kohandatud projektid, mida me toetame, ulatuvad ühest komplektist uue lennukikere prototüüpimisest kuni väljakujunenud lennukipargi tootmisprotsessideni. Tarneajad sõltuvad raku saadavusest ja testimisnõuetest, kuid anname teile kirjaliku ajakava koos hinnapakkumisega ning tarnedokumentatsioon sisaldab iga tellimuses oleva pakendi testiaruannet. See paberimajandus ei ole viisakus, seda nõuavad teie kvaliteediosakond ja teie lõppklient.

Kui hankite kontrollimiseks, põllumajanduseks või lastitööks kohandatud tööstuslikke droonide akusid koos integreeritud nutika BMS-iga, võtke ühendust YIHANG Poweriga. Käitame teie tegelike lennutingimuste jaoks tippvoolu simulatsiooni ja laaditud tühjenemise valideerimist ning oleme seda teinud klientidele viiel kontinendil.

Saatke oma pinge, võimsuse ja mõõtmete nõuded juba täna üle. Esimene tehniline arutelu ei maksa midagi ja see annab teile rohkem teavet teie aku valikute kohta kui nädalane andmelehe lugemine.