Làm thế nào để sử dụng BMS trên pin drone?

“Trình quản lý trái tim thông minh” của máy bay không người lái: Chiến lược ghép nối bo mạch BMS và các ứng dụng cốt lõi

Trong thế giới máy bay không người lái,Ắc quyBảng Hệ thống quản lý (BMS) đóng một vai trò quan trọng. Làm cách nào bạn có thể ghép nối và áp dụng bảng BMS một cách chính xác cho máy bay không người lái của mình? Bài viết này sẽ cung cấp một phân tích chuyên sâu.

I. Bảng BMS là gì? Tại sao nó không thể thiếu?

Nói một cách đơn giản, bảng BMS là một bảng mạch được nhúng trong một thiết bị thông minhắc quy. Nó theo dõi và quản lý “sức khỏe” của các bộ pin lithium (điển hình là pin LiPo).

Giám sát: Theo dõi thời gian thực về điện áp của từng tế bào, dòng sạc/xả tổng thể của gói và nhiệt độ.

Quản lý: Đảm bảo điện áp di động nhất quán trên toàn gói thông qua chức năng cân bằng, ngăn chặn hiệu ứng “liên kết yếu nhất”.

Bảo vệ: Cung cấp bảo vệ quá tải, xả quá mức, quá dòng, ngắn mạch và quá nhiệt—dây cứu sinh ngăn chặn cháy, nổ hoặc hư hỏng vĩnh viễn pin.

Báo hiệu: Giao tiếp với bộ điều khiển chuyến bay và trạm mặt đất thông qua các giao diện như CAN, SMBus hoặc I2C để báo cáo dữ liệu quan trọng như dung lượng còn lại và tình trạng sức khỏe.

Nếu không có BMS, pin máy bay không người lái của bạn giống như một mạch điện gia đình không có cầu chì hoặc đồng hồ đo—rất nguy hiểm và không thể kiểm soát được.

II. Làm cách nào để chọn bảng BMS cho máy bay không người lái của bạn?

Việc chọn bảng BMS yêu cầu phải điều chỉnh nó theo nhu cầu cụ thể của máy bay không người lái của bạn. Hãy xem xét bốn khía cạnh chính sau:

1. Dựa trên kiến ​​trúc bộ pin: S Count và P Count

Số lượng S: Đề cập đến số lượng ô được kết nối nối tiếp trong bộ pin, xác định trực tiếp tổng điện áp.

Số ô song song (P): Đề cập đến số lượng ô được kết nối song song, ảnh hưởng đến tổng dung lượng và khả năng xả của pin. BMS phải chịu được dòng phóng điện liên tục cao hơn do kết nối song song.

Chiến lược kết hợp: Khi chọn BMS, nó phải khớp hoàn toàn với số lượng S của pin. Chọn một BMS có xếp hạng dòng điện phù hợp dựa trên dòng điện tối đa được ước tính từ số lượng P.

2. Dựa trên yêu cầu hiện tại: Xả liên tục so với dòng điện cực đại

Tính toán dòng điện mà máy bay không người lái của bạn yêu cầu khi tải tối đa.

Chiến lược phù hợp: BMS được chọn phải có mức xả liên tục và xếp hạng dòng điện cực đại vượt quá yêu cầu máy bay không người lái tối đa đã tính toán của bạn, với biên độ an toàn 20% -30%. Việc sử dụng BMS chỉ được xếp hạng ở mức 30A trên máy bay không người lái yêu cầu 60A sẽ kích hoạt bảo vệ do quá tải, gây ra sự cố tắt máy và sự cố bất ngờ.

3. Dựa trên các yêu cầu chức năng: Giao thức cân bằng và giao tiếp

Chức năng cân bằng: Đối với máy bay không người lái hiệu suất cao, cân bằng thụ động là tiêu chuẩn trong BMS, giúp kéo dài tuổi thọ của bộ pin.

Giao thức liên lạc: Đây là ngôn ngữ mà qua đó BMS “giao tiếp” với người điều khiển chuyến bay.

SMBus/I2C: Phổ biến ở máy bay không người lái dành cho người tiêu dùng, có giao thức đơn giản.

CAN Bus: Được ưu tiên cho máy bay không người lái công nghiệp và thương mại, có khả năng chống nhiễu mạnh, khoảng cách truyền dài và độ tin cậy đặc biệt.

Chiến lược phù hợp: Đảm bảo giao thức liên lạc BMS tương thích với hệ thống điều khiển chuyến bay của bạn. Hầu hết các bộ điều khiển chuyến bay nguồn mở đều hỗ trợ bus CAN, khiến nó trở thành lựa chọn được khuyên dùng nhiều nhất.

4. Cân nhắc về kích thước và trọng lượng: Bố cục không gian

Máy bay không người lái cực kỳ nhạy cảm với những hạn chế về trọng lượng và không gian.

Chiến lược phù hợp: Ưu tiên các giải pháp BMS có tính tích hợp cao, nhỏ gọn và nhẹ. Nó phải được đặt khéo léo bên trong bộ pin để tránh nén các tế bào hoặc tăng thêm trọng lượng quá mức.

III. Kịch bản thực tế cho bảng BMS trong ứng dụng Drone

1. Máy bay không người lái chụp ảnh trên không dành cho người tiêu dùng:

Ghép nối: Thường sử dụng pin thông minh được đóng gói, tích hợp cao. BMS nội bộ thường là 4S hoặc 6S, có chức năng bảo vệ toàn diện và tính toán công suất chính xác, liên lạc với bộ điều khiển bay thông qua các giao thức chuyên dụng.

Ứng dụng: Người dùng có thể xem mức pin kép chính xác đến tỷ lệ phần trăm trong thời gian thực thông qua ứng dụng hoặc bộ điều khiển từ xa, tận hưởng khả năng quản lý sạc và xả an toàn.

2. Máy bay không người lái ứng dụng cấp công nghiệp (Khảo sát, Kiểm tra, Bảo vệ cây trồng):

Cấu hình: Do thời gian thực hiện nhiệm vụ kéo dài và tải trọng nặng, những máy bay không người lái này thường sử dụng bộ pin dung lượng cao với tốc độ xả cao. BMS phải đạt cấp độ công nghiệp, hỗ trợ giao tiếp CAN bus, có khả năng cân bằng mạnh mẽ và phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng.

Ứng dụng:

Dự đoán chính xác thời gian bay còn lại: Trong quá trình kiểm tra kéo dài vài giờ, người điều khiển chuyến bay sử dụng dữ liệu BMS nhận được từ trạm mặt đất để dự đoán chính xác phạm vi chuyến bay còn lại, đảm bảo quay trở lại căn cứ an toàn.

Chẩn đoán tình trạng pin: Dữ liệu được ghi lại bởi BMS cho phép phân tích mức độ xuống cấp của pin, tạo điều kiện bảo trì dự đoán để thay thế pin trước khi hiệu suất giảm xuống mức nguy hiểm.

Quản lý pin bằng máy bay không người lái bảo vệ cây trồng: Đối với các hoạt động liên tục ở cường độ cao, việc cân bằng BMS là rất quan trọng để tối đa hóa việc sử dụng từng tế bào, kéo dài tuổi thọ của toàn bộ bộ pin và giảm chi phí vận hành.

3. Máy bay không người lái đua:

Ghép nối: Máy bay không người lái đua theo đuổi tỷ lệ công suất trên trọng lượng cực cao, thường sử dụng pin tốc độ cao 4S hoặc 6S. Lựa chọn BMS ưu tiên điện trở trong cực thấp và khả năng phóng điện vượt trội, đôi khi hy sinh một số tính năng bảo vệ để giảm trọng lượng.

Ứng dụng: Nhiệm vụ cốt lõi của BMS là cung cấp dòng điện đầu ra không bị tắc nghẽn trong khi vẫn duy trì sự cân bằng tế bào trong các thao tác mạnh mẽ, đảm bảo năng lượng không bị suy giảm trong các cuộc đua chỉ kéo dài vài phút.

IV. Tóm tắt và khuyến nghị

Chọn BMS cho máy bay không người lái của bạn là hành động cân bằng kỹ thuật giữa hiệu suất, độ an toàn, tuổi thọ và chi phí.

Cách tiếp cận dành cho người mới bắt đầu: Chọn một BMS phù hợp với xếp hạng S của pin của bạn, có biên độ dòng điện lớn và các tính năng bảo vệ/cân bằng cơ bản.

Ứng dụng chuyên nghiệp: Ưu tiên độ tin cậy bằng cách chọn BMS cấp công nghiệp với giao tiếp CAN bus. Tận dụng dữ liệu của nó để tối ưu hóa hoạt động và bảo trì đội xe.

Tóm lại

Mặc dù nhỏ gọn nhưng bo mạch BMS đóng vai trò là lõi thông minh của hệ thống năng lượng của máy bay không người lái. Việc ghép nối và sử dụng đúng cách không chỉ giúp tăng cường an toàn cho chuyến bay mà còn kéo dài tuổi thọ và hiệu quả hoạt động của máy bay không người lái của bạn. Khi lên kế hoạch cho giải pháp năng lượng máy bay không người lái tiếp theo của bạn, hãy dành sự quan tâm xứng đáng cho “người quản lý trái tim thông minh” này.