Hướng dẫn từng bước để xây dựng hệ thống quản lý pin không người lái

Bước 1: Xác định các yêu cầu hệ thống

Có liên quan:Công nghệ sạc nhanh của máy bay không người lái Mô-đun BMS được chứng nhận UL

- Phân tích kịch bản ứng dụng:

- Máy bay không người dùng cấp tiêu dùng (ví dụ: Nhiếp ảnh trên không): Ưu tiên pin lipo nhẹ (mật độ năng lượng ≥250WH/kg).

- Máy bay không người lái cấp công nghiệp (ví dụ: kiểm soát dịch hại nông nghiệp): Chọn pin LifePO4 (tuổi thọ chu kỳ ≥2000 chu kỳ, an toàn cao hơn).

- Định nghĩa chức năng cốt lõi:

- Giám sát thời gian thực (điện áp, dòng điện, nhiệt độ)

- Bảo vệ quá mức/bảo vệ quá mức (Ngưỡng điện áp: Lipo 3.0VTHER4.2V)

- Cân bằng tế bào (cân bằng hoạt động ≥100mA, cân bằng thụ động ≥50mA)

Bước 2: Chọn loại pin và cấu hình

Có liên quan:Công nghệ máy bay không người lái FPV hệ thống BMS thông minh

- So sánh loại pin:

- Cấu hình ô:

- Chọn số lượng kết nối loạt dựa trên các yêu cầu điện áp (ví dụ: 4S = 14.8V, 6S = 22.2V).

- Số lượng nhóm song song (ví dụ: 2p) tăng công suất nhưng đòi hỏi các mạch cân bằng phức tạp hơn.

Bước 3: Kiến trúc phần cứng thiết kế

Có liên quan:Công nghệ quản lý nhiệt pin không người lái có thể tối ưu hóa giao thức xe buýt

- Lựa chọn thành phần cốt lõi:

1. Chip điều khiển chính:

- Sê -ri STM32U5 được đề xuất (mức tiêu thụ năng lượng thấp, mã hóa AES tích hợp, hỗ trợ hệ thống BMS an toàn).

2. Mô -đun cảm biến:

- Giám sát điện áp: Độ chính xác ± 10 mV (ví dụ: Ti BQ76952).

- Giám sát nhiệt độ: Các nhiệt điện nhiệt NTC (bao phủ -40 ° C đến +85 ° C).

3. Mạch cân bằng:

- Cân bằng tích cực (hiệu quả> 90%, chi phí cao hơn) hoặc cân bằng thụ động (chi phí thấp hơn, hiệu quả ≈60%).

4. Giao diện giao tiếp:

-Có thể xe buýt (độ tin cậy cấp công nghiệp) hoặc I2C (chi phí thấp cấp người tiêu dùng).

- Bố cục PCB:

- Thiết kế nhiều lớp: Các lớp năng lượng và các lớp tín hiệu được phân lập để giảm nhiễu.

- Xếp hạng bảo vệ: IP67 không thấm nước và chống bụi (cần thiết cho máy bay không người lái nông nghiệp/ngoài trời).

Bước 4: Phát triển chức năng phần mềm

Có liên quan:Giám sát dữ liệu pin không người lái Tối ưu hóa an toàn pin lipo

- Thực hiện thuật toán cốt lõi:

- 1. Ước tính SoC:

- Sử dụng bộ lọc Kalman mở rộng (EKF) kết hợp với tích hợp giờ ampe, lỗi <2%.

- 2. Chiến lược cân bằng:

- Bắt đầu cân bằng khi chênh lệch điện áp vượt quá 50mV, dừng ở 5MV (kéo dài tuổi thọ 30%).

3. Quản lý nhiệt:

- Kích hoạt làm mát quạt Khi nhiệt độ vượt quá 50 ° C, giới hạn công suất xả dưới 0 ° C.

- Phát triển giao diện người dùng:

- Tích hợp các nền tảng di động/web (ví dụ: ứng dụng BMS thông minh Klstech) để hiển thị thời gian thực của:

- Điện áp và đường cong nhiệt độ riêng lẻ

- Thời gian chạy còn lại (dựa trên dự đoán tải)

Bước 5: Tích hợp và kiểm tra

Có liên quan:Pin máy bay không người lái xử lý pin trạng thái rắn trong tương lai

- Xác nhận phòng thí nghiệm:

1. Kiểm tra chức năng:

- Mô phỏng các kịch bản cực đoan như tích điện quá mức (4.3V/ô) và ngắn mạch (tải 0Ω).

2. Kiểm tra môi trường:

-Đi xe đạp nhiệt độ cao/thấp (-40 ° C đến +85 ° C, tham chiếu tiêu chuẩn GB/T 2423).

3. Thử nghiệm tuổi thọ:

- Tỷ lệ duy trì công suất ≥80% sau 500 chu kỳ sạc/xả.

- Xác thực hiện trường:

- Kiểm tra kịch bản chuyến bay:

- Bảo vệ lỗi điện đột ngột (thời gian phản hồi <10 ms)

- Hiệu suất sạc nhanh (3C sạc đến 80% trong ≤ 20 phút).

Bước 6: Chứng nhận và triển khai tuân thủ

Có liên quan:ROHS Tuân thủ môi trường ISO 9001 Chứng nhận

- Chứng nhận quốc tế:

- UL 1741 (An toàn lưu trữ năng lượng)

- CE/FCC (Khả năng tương thích điện từ)

- UN38.3 (An toàn Giao thông, áp dụng cho máy bay không người lái hậu cần xuyên biên giới).

- Tối ưu hóa sản xuất hàng loạt:

- Giảm chi phí BOM (ví dụ, bằng cách sử dụng IC cân bằng được sản xuất trong nước).

- Sản xuất tự động (kiểm tra AOI chất lượng hàn).

Khắc phục sự cố và tối ưu hóa các vấn đề phổ biến

Có liên quan:Pin không người lái

| Vấn đề triệu chứng | Nguyên nhân phân tích | Giải pháp |

| ------------------------ | ---------------------------------- | ------------------------------ |

| Hiển thị điện áp bất thường | Độ lệch hiệu chuẩn cảm biến> 5% | Hiệu chỉnh lại bằng công cụ RC3563 |

| Sạc gián đoạn | BMS bảo vệ quá điện áp kích hoạt sai | Điều chỉnh ngưỡng thành 4.25V (Lipo) |

| Mất điện đột ngột trong chuyến bay | Runaway nhiệt không được trả lời trong thời gian | Nâng cấp chương trình cơ sở lên thuật toán ngưỡng nhiệt độ động |

| Sưng pin | Xả sâu (<2.5V/tế bào) | Đặt báo động điện áp thấp (được kích hoạt ở 3,3V) |

Xu hướng và hướng đổi mới trong tương lai

Có liên quan:Công nghệ pin trạng thái rắn máy bay không người lái pin nhiên liệu hydro

1. Pin trạng thái rắn: Mật độ năng lượng vượt quá 500Wh/kg, giải quyết rủi ro sưng lipo.

2. BMS không dây: Giám sát từ xa qua Bluetooth/BLE làm giảm tổn thất kết nối vật lý.

3. Cân bằng AI-điều khiển: Học máy dự đoán sự lão hóa của tế bào để chủ động tối ưu hóa các chiến lược cân bằng.

Tóm tắt cốt lõi

-An toàn Đầu tiên: Các mô-đun BMS được chứng nhận UL và thiết kế quản lý nhiệt ngăn ngừa quá mức/rủi ro ngắn mạch.

-Tối ưu hóa hiệu suất: Kết hợp các đặc tính xả cao của pin Lipo với công nghệ sạc nhanh 3C để tăng cường sức bền cho máy bay không người lái đua xe.

- Đảm bảo tuân thủ: Đảm bảo Tuân thủ môi trường ROHS và chứng nhận quản lý chất lượng ISO 9001.

Bằng cách làm theo các bước này, bạn có thể xây dựng một hệ thống BMS máy bay không người lái hiệu quả và đáng tin cậy phù hợp cho các ứng dụng cấp tiêu dùng và cấp công nghiệp trên nhiều kịch bản.

#Drone Hệ thống quản lý pin #Smart BMS System #Mô-đun BMS được chứng nhận UL #LIPO Tối ưu hóa an toàn