Älykkään BMS:n suunnittelu drone LiPo -pakkauksille: telemetria, suojaukset ja OTA-päivitykset

A akun hallintajärjestelmätarkoitti yhtä asiaa: estävät solut syttymästä tuleen. Se on edelleen luettelossa, mutta teollisiin UAV-sovelluksiin perussuojauspiiri ei enää riitä.

Nykyaikainen drone-toiminta vaatii älykkäämpää laitteistoa. Laivaston johtajat haluavat reaaliaikaisia ​​akkutietoja lennon aikana. Insinöörit tarvitsevat suojauslogiikkaa, joka vastaa todellisiin olosuhteisiin, ei vain staattisiin kynnysarvoihin. Ja kun BMS-laiteohjelmiston kypsyminen kehittyy, kyvystä päivittää käyttöön otettuihin pakkauksiin ilman niiden poistamista palvelusta on tullut todellinen toiminnallinen etu.

Tässä on käytännön erittely siitä, mitä tarvitaan älykkään BMS:n suunnitteluun drone LiPo -pakkauksille – ja miksi jokainen kerros on tärkeä.

Telemetria: Akun saaminen puhumaan

Älykkään BMS:n ensimmäinen tehtävä on tiedonkeruu. Solutason jännitteen valvonta on perusta – tarvitset yksittäisiä kennolukemia, ei vain pakettijännitettä. Kuusikennoinen LiPo-pakkaus voi näyttää terveen aggregaattijännitteen samalla kun piilottaa yhden heikon kennon, joka nurjahtaa kuormituksen alaisena.

Jännitteen lisäksi hyvin suunnitellun BMS:n pitäisi raportoida:

Lataustila (SoC) – lasketaan kulonilaskennasta plus jännitekäyristä, ei pelkästään jännitteestä

Terveystila (SoH) – johdettu kapasiteetin häipymisen seurannasta syklien välillä

Lämpötila – mieluiten useista anturipisteistä pakkauksessa, ei vain kotelosta

Nykyinen veto – reaaliaikainen ja kirjattu, hyödyllinen lentokoneen rungon tai hyötykuorman ongelmien diagnosoinnissa

Jaksojen määrä - per pakkaus, kirjataan automaattisesti

Tämä data virtaa lennonohjaimelle CAN-väylän tai UART-väylän kautta ja näkyy maa-asemaohjelmistossa. Laivaston toimintoja varten se syötetään akun kunnon hallintapaneeleihin, jotka ilmoittavat paketeista, jotka lähestyvät palvelun päättymistä, ennen kuin niistä tulee kenttätapahtumia.

Telemetriakerros muuttaa LiPo-akun virtalähteestä hyödykkeeksi, jolla on dokumentoitu huoltohistoria.

Suojaukset: Missä logiikka elää

Drone BMS:n suojasuunnittelun on tasapainotettava turvallisuus ja käytännöllisyys. Suojat, jotka ovat liian aggressiivisia maalentokoneita tarpeettomasti. Liian sallivat suojaukset antavat laitteiston huonontua tai epäonnistua.

Ydinsuojat missä tahansa vakavassa UAV BMS -suunnittelussa:

Ylijännite / alijännite — Solutason katkaisut, ei pakkaustasoa. Laukaisee, kun yksittäinen solu osuu määritettyyn kattoon tai lattiaan. Nämä eivät ole neuvoteltavissa.

Ylivirta – Sekä jatkuvat että huippukynnykset. Teolliset droonit, jotka vetävät ylijännitevirtaa raskaan hyötykuorman nostojen aikana, tarvitsevat ylätilaa; BMS:n on erotettava laillinen tehopiikki vikatilasta.

Lämpösuojaus — Lämpötilaperusteinen lataus- ja purkausalennus. Kun kennolämpötilat nousevat määritellyn rajan yläpuolelle, BMS vähentää käytettävissä olevaa virtaa ennen kuin se saavuttaa kovan rajan. Tämä on hyödyllisempää kuin suora katkaisu – se antaa lentokoneen suorittaa laskun äkillisen tehon katkaisemisen sijaan.

Kennojen tasapainotus — Passiivinen tai aktiivinen, käynnissä latauksen aikana. Epätasapainoiset solut ovat yksi LiPo:n ennenaikaisen hajoamisen ensisijaisista syistä. BMS, joka ei ole tasapainossa, jättää syklin käyttöiän pöydälle.

Oikosulun tunnistus — Nopeasti toimiva, palautuslogiikka erottamaan todellisen oikosulun ohimenevästä viasta.

Jokainen näistä suojauksista tarvitsee viritetyt kynnykset, ei referenssisuunnittelusta kopioituja oletuksia. Teollisuusdroonin toimintaprofiilin – hyötykuorman paino, lentokorkeus, ympäristön lämpötila-alue – pitäisi ohjata kalibrointia.

OTA-päivitykset: Laiteohjelmisto ilman seisokkeja

Tässä älykäs BMS-suunnittelu eroaa vanhoista laitteistoista. Over-the-air-laiteohjelmistopäivitykset mahdollistavat suojakynnysten, tasapainotusalgoritmien ja telemetriaparametrien tarkistamisen ilman, että paketteja poistetaan fyysisesti palvelusta.

Suurille laivastoille tämä on merkittävää. BMS-laiteohjelmiston päivittäminen 50 pakkauksessa manuaalisesti vie aikaa ja tuo mukanaan käsittelyriskin. OTA työntää päivityksen dronin datalinkin tai maa-asemayhteyden kautta rutiinilatauksen aikana.

Turvallisuus ratkaisee täällä. OTA-päivitysputket tarvitsevat allekirjoitetut laiteohjelmistopaketit ja versiovarmennus luvattoman muuttamisen estämiseksi – erityisesti kaupallisten tai säänneltyjen UAV-toimintojen kannalta.

Kuinka ZYEBATTERY lähestyy BMS-suunnittelua

ZYEBATTERYrakentaa korkean suorituskyvyn litiumpolymeeri- ja solid-state-litiumioniakkujaan integroidulla älykkäällä BMS-laitteistolla, joka on suunniteltu erityisesti teollisiin drone-sovelluksiin. Tämä tarkoittaa solutason telemetriaa, kalibroituja monikerroksisia suojauksia ja BMS-arkkitehtuureja, jotka on rakennettu tukemaan laiteohjelmistopäivityksiä toiminnallisten vaatimusten kehittyessä.

Tavoitteena ei ole vain toimiva akku. Se on akku, joka kommunikoi, suojaa älykkäästi ja pysyy ajan tasalla koko käyttöiän ajan.