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以大疆为例浅析无人机智能锂电池

来源:http://www.yzlover.com 责任编辑:利来国际手机版 更新日期:2018-04-24 01:37

  以大疆为例,浅析无人机智能锂电池

从商业格式上讲,无人机锂电池智能化,是一个不错的发展方向和存在方法。反过来讲,这种方法也令商业方法更具有获利潜能。在咱们身边,智能锂电池已随处可见,笔记本电脑、手机,以及许多移动设备,均已选用了智能锂电池。无人机的动力锂电池,也正在向智能锂电池过渡。不过本文,不讲这个发展趋势,咱们要讲无人机智能锂电池给用户带来的喜与悲。

  

是的,你没看错,“悲”——在一个能令企业取得巨大获利潜能的方法下,用户要为昂扬的制作本钱买单,一同还要承当的更多其他隐形本钱,例如由于产能缺乏带来的等候时刻。为了讲清楚这个问题,笔者先来和咱们共享一下“电池”与“智能”是怎么沟兑到一块儿的。

  

一、一般电池是怎么智能起来的

  

  

电池,咱们并不生疏,不管是一般的五号圆柱形电池,仍是轿车蓄电池,以及锂电池,不管是选用什么技能、什么原料制作的电池,它的本质仅仅是一个电能的存储介质。电能通过电池的南北极来与负载(用电设备)进行能量交流(运用电设备做功)——接上灯泡,它就亮了;接上电机,它就转了;接上收音机,它就响了。一次性电池没电了,设备就需求换上新电池;可充电电池没电了,充好电可持续运用。依据运用的需求,通过串联取得符合要求的作业电压,通过并联取得符合要求的电池容量。

  

是的,就是这么简略。这就是笔者要提示给你的有关电池运用的原生形状!可是,当运用条件日趋杂乱化后,这种简略的电池供电方法就不再那么令人感到满足了!能够让电池作业得更靠谱一些吗?

  

1.处理过放电问题催生智能电池

  

关于非一次性电池,也就是可充电电池,过放电是最令人沮丧的事。过放意味着电池功用的下降,乃至作废。为了防止过放电,人们在电池组里添加了过放电保护电路,当放电电压降到预设电压值时,电池中止向外供电。可是实践的状况还要更杂乱一些,比方笔记本电脑、无人机、电动轿车,假如因防止电池过放电而当即中止供电,那么电脑就会当即关机,许多数据来不及保存;无人机,就会从天上直接掉下来;电动轿车就会在毫无预兆的状况下抛锚。因而,智能电池的放电截止仅仅电池自我保护的终究一道防地,在此之前,办理电路还要核算出结尾续航时刻,来为用户供给预警,以便用户有满足的时刻来采纳相应的安全办法。

  

关于续航时刻的核算,在小电流设备上处理起来要简略得多,例如:笔电本电脑、手机等。可是关于像无人机、电动轿车等,这类作业电流大,电流改动大,工况杂乱的体系来说,需求动态核算续航时刻,那状况就变得杂乱得多了。

  

  

以大疆精灵3为例,它选用的智能锂电池在与飞控数据交融后可完成三级电压预警保护办法。

  

榜首级:当检测到电量剩下30%时,开端报警,提示用户应该留意剩下电量,提早做好归航预备;

  

第二级:当检测到剩下电量仅够保持归航时,开端主动履行归航;而这个时刻点的掌握,与飞翔距离、高度有关,是智能电池数据与无人机飞控数据交融后实时核算出来的。

  

第三级:当检测到剩下电量都缺乏以保持正常归航时(例如归航途中遇到逆风,则有可能超出预估的归航时刻),则履行原地下降,以最大极限避无人机因缺电导致坠毁。

  

续航时刻的核算结果与飞翔距离、飞翔高度、当时电机输出功率等要素有关。笔者提示各位看官,这些要素都是动态改动的,并且改动起伏有可能很大,一切数据都需求实时核算,这关于智能锂电池办理芯片、算法规划都会提出极高的要求。

  

2.处理充电和保存问题催生智能电池

  

现在锂电池现已大行其道。众所周知,锂电池充电,是有特殊要求的。假如读者感兴趣,能够查阅相关材料,这儿不再赘述,当然这仅仅其一。其二是,现在很多锂电池组选用了多电芯串并方法,由于电芯个体差异,导致充电和放电不可能做到100%均衡,因而一套完善的充电办理电路就显得尤为必要了。而这,就是智能锂电池要具有的第二项功用——对锂电池组进行完善的充电办理,以及放电办理。

  

  

以大疆精灵3的智能锂电池为例。

  

功用之一:该智能锂电池实践上已内置了一个锂电池的专用充电办理电路,并且能够对电芯单体进行电压均衡办理。故而,关于充电器(电源适配器)的要求就并不那么高了,只需供给适宜的充电电压和充电电流,就能够对该智能锂电池进行充电。因而精灵3所调配的所谓充电器,其本质仅仅一个电源适配器,真实的充电办理电路在电池里边。

  

功用之二:该智能锂电池具有自放电功用。当电池电量大于65%无任何操作放置10天后,电池会发动自放电程序,将电量放到65%,以便于锂电池长时刻保存。自放电时刻距离还能通过App进行设置。

  

3.处理电池电量检测问题催生智能电池

  

传统的电池要检测电压,需求额定衔接检测设备,比方电压表等等,并且这种检测不能在飞翔过程中实时进行。有没有更便利更直观的方法,来让用户知晓电池的实时剩下电量以及其他讯信呢?是的,这就需求电池办理电路来完成了。

  

  

以大疆Inspire 1的智能锂电池为例。

  

功用之一:检测剩下电量。通过4颗LED灯直观提示用户电池的当时剩下电量,实时显现,在飞翔过程中也能显现。

  

功用之二:通过数字图传,实时回传电压数据,乃至能够在APP里检查电池组单体的电压。

  

功用之三:记载电池历史数据,比方:运用次数,反常次数,电池寿数等。

  

功用之四:提示电池反常。“无人机能够通过LED灯提示各种电池反常,例如:短路、充电电流过大、电压过高、温度过高、温度过低一级。

  

4.处理电极触点电腐老化问题催生智能电池

  

或许你还有形象,当咱们把电池衔接到无人机上的那一瞬间,插头冒出火花,并随同打火的响声。时刻一长,插头的衔接可靠性就下降了,会导致插头发热,乃至空中熔解。因插头老化问题导致无人机坠毁的事例并不罕见。为了处理这个问题,公司简介,锂电池智能办理电路又要发挥作用了。

  

  

以大疆精灵3的智能锂电池为例。

  

当你把该电池安装到飞翔器上时,电极触点并不会真实放电,因而不会发作火花,也不会发作电蚀现象,这样一来,接触点的寿数就能取得史无前例的进步。通过点按电池上的轻触开关按钮,电池才会真实进入电力输出状况,当然,封闭电池时,也是通过轻触开关按钮来履行的。

  

5.处理电池版(Li)权(Yi)问题催生智能电池

  

智能锂电池使电池版权得到了很好的保护,一方面只能运用原厂供给的锂电池,电池质量能够得到比较好的确保,一致性也较好,可靠性理论上也更好;另一方面,咱们家的无人机,从此只能用咱们自家的锂电池了!别家的,我不给你钥匙,就算你放进来了,也不给你作业。有人也企图破解智能锂电池的加密办法,可是一旦无人机晋级了固件,那些被破解的数据有可能失效,形成一大波副(Shan)厂(Zhai)电池不能正常运用。

  

以上五点,使电池办理电路(电池智能办理模块)与原生态电池严密的联络在了一同,变成了咱们常见的各种方法的智能锂电池。智能锂电池的优势十分多,但咱们在享用这些“智能化”带来的可靠性、易用性的一同,也在为此支付更大的价值。

  

二、智能锂电池不得不说的伤痛

  

1.智能电池本钱大起伏添加

  

  

智能锂电池的中心是办理电路,这部分电路由主板、办理芯片、单片机、MOS管等首要零件构成。这样一个电池办理模块,是以每一个电池组为单位一一对应配套的,也就是说,每一个锂电池组都需求附加上这么一块相同的办理电路。而这些出产本钱的添加,无一例外,都需求用户来买单。可能你现已留意到了当时盛行的两款无人机的智能锂电池价格并不廉价,由于在它们的智能电池里都有一套独立的充放电办理电路,以及其它附加功用。

  

2.智能电池良品率及产能下降

  

  

由于当时并没有专门为无人机而开发锂电池智能办理芯片,因而你很简单想到这些正在运用的办理芯片来源于何处。很显然,这些芯片敷衍低电流放电彻底没有问题,可是众所周知,无人机需求锂电池进行大电流放电。面对运用条件的特殊性,这些智能芯片有可能就会“傻掉”。这种状况往往出现在电芯质量差异较大的状况下,当作业电流发作巨烈改动时(飞翔时的俄然爬高或下降),电压检测就可能不会那么精确了。为了防止这些状况的发作,在出产过程中就需求花更多的时刻来进行检测和挑选。检测所花费的时刻会形成产能的下降,而良品率更会影响到终究的产能,不合格的产品加重了出产本钱!笔者再次提示各位,一切的本钱添加,终究都需求由用户买单。

  

3.加密的智能锂电池运用户饱尝独占之苦

  

众所周知,厂家为了保护本身利益对智能锂电池采纳加密手法,使飞翔器不兼容其他锂电池。通过精巧规划的加密手法,不只破解难度极高,一旦固件晋级,破解就有可能失效。厂家构筑的技能壁垒,使之能够安稳享用技能盈利,可是用户却要承当昂扬的价格以及面对一货难求的局势。笔者以为,这一状况,会跟着整机用户的添加,而越发严峻,假如厂家不从根本上改进智能锂电池的产能问题,有可能还会搬起石头砸了自己的脚——电池供给问题严峻影响到购买者的积极性!没有消费者情愿承受买来的无人机,其配套的电池既贵重又难买到!

  

三、智能锂电池的终极形状讨论

  

笔者以为,当时所见无人机智能锂电池并不是终极形状。当时形状,既不利于促进新生代无人机商场繁荣,又无端添加了消费者的经济负单和收购难度。抱负中的无人机智能锂电池,应该进一步简化功用,把那些不需求重复制作的模块从智能电池里移出来放进飞翔器或放入充电器,例如:放电办理模块、充电办理模块。此举,不只能在不改动原有功用的前提下下降出产本钱,进步产能,在环保方面也具有重要意义,由于不用重复出产那些本能够不用重复存在的电路(将来的电子废物)。

  

至于智能锂电池加密,笔者以为能够采纳由原始厂家授权,多家认证电池企业协作出产的方法。这样既不影响原始厂家的利益,又增大了产能,扩展了用户的挑选地步,电池供给充分了,整机也将更受欢迎,“无人化,终究取得更大的商场增加动力,以及带来客户满足度的进步。

   


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