Дизајнирање на литиумски батерии за воздушни роботи: безбедност и сигурност на размери

Воздушните роботи не простуваат хардвер. Кога нешто не успее на височина - мотор, сензор, систем за навигација - авионот се спушта. Кога батеријата откажува, сè се спушта. Таа асиметрија обликува колку сериознолитиумска батеријадизајнот за апликациите за UAV мора да биде, и станува поконсеквентен како што е обемот на операциите.

Изградбата на батерија што работи во прототип е поинаков предизвик од изградбата на батерија што работи сигурно во стотици единици, илјадници часови лет и реални работни средини што не наликуваат на тест клупа. Еве како всушност изгледа тој инженерски проблем.

Безбедносната архитектура мора да биде слоевита

Едно заштитно коло не е безбедносен систем. Тоа е последно средство.

Сигурен дизајн на литиумска батеријаза воздушни роботи користи повеќеслојна заштита - повеќе независни механизми што секој начин на неуспех на фаќање може да ги пропушти другите. Структурата обично изгледа вака:

Заштитата на клеточно ниво е на прво место. Квалитетниот избор на ќелии со тесни производствени толеранции ја намалува веројатноста за внатрешни дефекти на клетките што ниту еден BMS не може да ги компензира после тоа. Ова е возводно од сè друго.

Систем за управување со батерии (BMS)логиката се справува со следење во реално време и активна интервенција - пренапон, недоволно напон, прекумерна струја, краток спој и термички прагови. За апликации за UAV, BMS треба да прави разлика помеѓу вистинска грешка и легитимна побарувачка на висока струја за време на агресивни маневри. Лажните позитиви што го намалуваат напојувањето при лет се исто толку опасни како и пропуштените грешки.

Заштитните мерки на системско ниво - како батеријата се интегрира со контролорот на летот, како се пренесуваат податоците за дефекти, како се постапува со благодатно деградирање кога BMS детектира аномалија - ја комплетираат сликата. Батеријата што тивко откажува е неуспех во дизајнот, без оглед на тоа колку е добра хемијата на ќелијата.

Доверливоста на скала бара конзистентност, а не само квалитет

Литиум полимерната батерија која добро функционира при тестирањето е добар прототип резултат. Батеријата што постојано работи низ производствен циклус од 500 единици е производствен успех.

Усогласувањето на клетките е местото каде што ова станува реално. Индивидуалните литиумски ќелии од истата производна серија се разликуваат по капацитет, внатрешен отпор и стапка на само-празнење. Во мулти-клеточен UAV пакет, неспоредливите ќелии создаваат нерамнотежа што ја забрзува деградацијата, го намалува ефективниот капацитет и во најлош случај создава локализиран термички стрес.

Производителите кои го зголемуваат производството на батерии од воздушни роботи имаат потреба од строга инспекција на влезните ќелии, соодветно групирање пред склопување на пакетот и валидација по склопувањето што потврдува дека секоја единица ги исполнува спецификациите - не само како што го прави просекот на серијата.

Оваа дисциплина е скапа и одзема многу време. Тоа е, исто така, она што ги одделува батериите дизајнирани за бигор од батериите дизајнирани за примероци.

Термичкото управување не е опционално во обем

Топлината е примарен забрзувач на разградувањето на литиумската хемикалија. При мали количини, термичките проблеми се податливи - поединечно пакување што работи жешко, се означува и се истражува. Во обем, системските термички проблеми стануваат проблем со сигурноста на флотата што е многу потешко да се дијагностицира и поправи.

Дизајнот на батериите за воздушни роботи треба да го земе предвид целосниот термички циклус: топлина генерирана за време на летот со големо празнење, преостаната топлина за време на складирањето помеѓу мисиите, термичко оптоварување од полнењето и варијации на температурата на околината во регионите на распоредување.

Тоа значи да се изберат клеточни хемикалии со поволно термичко однесување, да се дизајнираат куќишта за пакувања со дисипација на топлина и специфицирање на праговите на температурата на BMS калибрирани според реални работни услови, наместо на конзервативни лабораториски стандардни вредности. Литиум-јонските батерии во цврста состојба се сè порелевантни овде - нивната подобрена термичка стабилност во споредба со конвенционалната хемија LiPo решава еден од потешките проблеми со сигурноста при високи работни циклуси.

Документацијата и сертификацијата се важни повеќе отколку што сакаат да признаат повеќето инженери

Безбедноста и доверливоста во обем бараат следливост. Кога пакетот ќе пропадне на терен, треба да знаете од која серија на ќелии доаѓа, како изгледала историјата на полнење и дали режимот на неуспех се совпаѓа со сè што е видено претходно. За тоа е потребна евиденција, документација и инфраструктура за управување со квалитет во која чистите инженерски тимови често недоволно инвестираат.

Сертификацијата UN38.3, усогласеноста со IEC 62133 и ригорозната внатрешна документација за КК не се главни документи. Тие се база на докази што ви овозможува да дијагностицирате проблеми, да го подобрите дизајнот и да покажете безбедност на клиентите, осигурителите и регулаторите.

Пристапот на ZYEBATTERY кон овој проблем

Дизајнирањето на литиумски батерии за воздушни роботи во обем е токму проблемотZYEBATTERYбил изграден за да се реши. Литиум-полимерни и литиум-јонски UAV батерии со високи перформанси, дизајнирани со архитектура за заштита на слоеви, цврсто усогласување на ќелиите и производствена конзистентност што всушност ја бара доверливоста на флотата.

Безбедноста не е карактеристика додадена на крајот. Тоа е ограничување на дизајнот одпрвата одлука за избор на ќелијанапред.