คู่มือขั้นตอนต่อขั้นตอนในการสร้างระบบจัดการแบตเตอรี่ Drone
ขั้นตอนที่ 1: กําหนดความต้องการระบบ
เรื่องที่เกี่ยวข้องเทคโนโลยีการชาร์จแบตเตอรี่ Drone อย่างรวดเร็ว โมดูล BMS ที่ได้รับการรับรอง UL
- การวิเคราะห์กรณีการใช้งาน
- เครื่องบินไร้คนขับ (เช่น การถ่ายภาพจากอากาศ) ให้ความสําคัญกับแบตเตอรี่ LiPo น้ําหนักเบา (ความหนาแน่นของพลังงาน ≥ 250Wh / kg)
- เครื่องบินไร้คนขับประเภทอุตสาหกรรม (ตัวอย่างเช่น การควบคุมแมลงทางการเกษตร): เลือกแบตเตอรี่ LiFePO4 (อายุการใช้งาน ≥ 2000 รอบ, ความปลอดภัยสูงขึ้น)
- การนิยามหน้าที่หลัก
- ติดตามในเวลาจริง (แรงดัน, กระแส, อุณหภูมิ)
- การป้องกันการชาร์จเกิน/การชาร์จเกิน (ขั้นต่ําความแรงกดดัน: LiPo 3.0V~4.2V)
- การปรับสมดุลเซลล์ (การปรับสมดุลแบบทํางาน ≥ 100mA, การปรับสมดุลแบบไม่ทํางาน ≥ 50mA)
ขั้นตอนที่ 2: เลือกชนิดแบตเตอรี่และการตั้งค่า
เรื่องที่เกี่ยวข้องเทคโนโลยี FPV เครื่องบินไร้คนขับระบบ Smart BMS
- การเปรียบเทียบชนิดแบตเตอรี่
| ประเภท | ข้อดี | ข้อเสีย | สถานการณ์ที่ใช้ได้ |
| LiPo | น้ําหนักเบา, อัตราการปล่อยสูง | มีอาการบวม ต้องการการรักษาอย่างเข้มงวด | เครื่องบินไร้มือถือระดับผู้บริโภค |
| ลิทยอน | ความมั่นคงสูง อายุการใช้งานยาว | ความหนาแน่นของพลังงานต่ํากว่า | เครื่องบินโดรนระดับอุตสาหกรรม |
| LiFePO4 | ความปลอดภัยสูง อายุการใช้งาน > 10 ปี | น้ําหนัก | สภาพแวดล้อมอันตรายสูง (เช่น การทํางานในอุณหภูมิสูง) |
- การจัดตั้งเซลล์:
- เลือกจํานวนการเชื่อมต่อชุดขึ้นอยู่กับความดันที่ต้องการ (เช่น 4S = 14.8V, 6S = 22.2V)
- การนับกลุ่มคู่ (ตัวอย่างเช่น 2P) เพิ่มความจุ แต่ต้องการวงจรสมดุลที่ซับซ้อนมากขึ้น
ขั้นตอนที่ 3: การออกแบบโครงสร้างฮาร์ดแวร์
เรื่องที่เกี่ยวข้องเทคโนโลยีการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ Drone
- การเลือกส่วนประกอบหลัก:
1ชิปควบคุมหลัก:
- แนะนําซีรีย์ STM32U5 (การบริโภคพลังงานต่ํา, การเข้ารหัส AES ที่บูรณาการ, รองรับระบบ BMS ที่ปลอดภัย)
2โมดูลเซ็นเซอร์:
- ติดตามความดัน: ความแม่นยํา ± 10 mV (ตัวอย่างเช่น TI BQ76952)
- ติดตามอุณหภูมิ: NTC thermistors (ครอบคลุม -40 °C ถึง +85 °C)
3วงจรสมดุล:
- การปรับสมดุลแบบทํางาน (ประสิทธิภาพ > 90%, ค่าใช้จ่ายสูงกว่า) หรือปรับสมดุลแบบไม่ทํางาน (ค่าใช้จ่ายต่ํากว่า, ประสิทธิภาพ ≈60%)
4หน่วยสื่อสาร:
- CAN bus (ความน่าเชื่อถือในระดับอุตสาหกรรม) หรือ I2C (ราคาถูกในระดับผู้บริโภค)
- ลาย PCB:
- การออกแบบแบบชั้น: ชั้นพลังงานและชั้นสัญญาณถูกแยกแยกเพื่อลดการรบกวน
- ระดับการป้องกัน: IP67 กันน้ําและกันฝุ่น (จําเป็นสําหรับ Drones เกษตร / นอก)
ขั้นตอนที่ 4: พัฒนาฟังก์ชันซอฟต์แวร์
เรื่องที่เกี่ยวข้องการติดตามข้อมูลแบตเตอรี่ Drone การปรับปรุงความปลอดภัยของ LiPo
- การดําเนินงานอัลการิทึมหลัก:
- 1.ประมาณการ SOC:
- ใช้กรอง Kalman ขยาย (EKF) ร่วมกับการบูรณาการ Ampere-hour ความผิดพลาด < 2%
- 2.กลยุทธ์การสมดุล:
- เริ่มการปรับสมดุลเมื่อความแตกต่างของแรงดันเกิน 50mV หยุดที่ 5mV (ขยายอายุจักรยาน 30%)
3การจัดการความร้อน:
- การลดความเย็นของพัดลมเมื่ออุณหภูมิเกิน 50 °C จํากัดกําลังการปล่อยลมต่ํากว่า 0 °C
- การพัฒนา User Interface:
- การบูรณาการแพลตฟอร์มมือถือ/เว็บ (เช่น KLStech Smart BMS App) เพื่อการแสดงในเวลาจริงของ:
- โคลนความดันและอุณหภูมิของเซลล์แต่ละตัว
- เวลาทํางานที่เหลือ (ตามการคาดการณ์ภาระ)
ขั้นตอนที่ 5: การบูรณาการและการทดสอบ
เรื่องที่เกี่ยวข้องการกําจัดแบตเตอรี่ Drone ความปลอดภัย แบตเตอรี่แบบแข็ง เทรนด์ในอนาคต
- การตรวจสอบในห้องปฏิบัติการ:
1การทดสอบการทํางาน:
- ซิมูเลอร์ฉากสุดขั้ว เช่น การชาร์จเกิน (4.3V/เซลล์) และการตัดวงจรสั้น (0Ω ความจุ)
2การทดสอบสิ่งแวดล้อม
- หมุนเวียนอุณหภูมิสูง/ต่ํา (-40 °C ถึง + 85 °C อ้างอิงมาตรฐาน GB/T 2423)
3การทดสอบอายุการใช้งาน:
- อัตราการยึดคงความจุ ≥ 80% หลัง 500 รอบชาร์จ/ชาร์จ
- การตรวจสอบสนาม:
- การทดสอบฉากบิน:
- การป้องกันการขาดไฟฟ้าฉับพลัน (เวลาตอบสนอง < 10 ms)
- การชาร์จเร็ว (ชาร์จถึง 80% ในเวลา ≤ 20 นาที)
ขั้นตอนที่ 6: การรับรองความสอดคล้องและการใช้งาน
เรื่องที่เกี่ยวข้องความสอดคล้องกับสิ่งแวดล้อม RoHS การรับรอง ISO 9001
- การรับรองสากล:
- UL 1741 (ความปลอดภัยในการเก็บพลังงาน)
- CE/FCC (ความเข้ากันได้ด้วยไฟฟ้า)
- UN38.3 (ความปลอดภัยในการขนส่ง, ใช้กับเครื่องบินไร้ผู้ขับเคลื่อนด้าน logistics ระหว่างประเทศ)
- การปรับปรุงการผลิตขนาดใหญ่
- ลดต้นทุน BOM (ตัวอย่างเช่น โดยใช้ IC การปรับสมดุลที่ผลิตในประเทศ)
- การผลิตแบบอัตโนมัติ (การตรวจสอบคุณภาพของสับสับ AOI)
การแก้ไขปัญหาและปรับปรุงปัญหาทั่วไป
เรื่องที่เกี่ยวข้องการป้องกันแบตเตอรี่ของ Drone จากกระแสไฟฟ้าที่เกินความทันสมัย การแข่ง Drone การปรับปรุงผลงาน
ปัญหาอาการ การวิเคราะห์สาเหตุ การแก้ไข
ครับ ผมขอโทษนะครับ
ตัวแสดงไฟฟ้าผิดปกติ ความเบี่ยงเบนการปรับขนาดเซ็นเซอร์ > 5% ปรับขนาดใหม่ด้วยเครื่องมือ RC3563
ช่วงหยุดการชาร์จ ป้องกันความแรงเกิน BMS ปิดเท็จ ปรับขั้นต่ําเป็น 4.25V (LiPo)
หมดพลังงานทันทีระหว่างการบิน การหลบหนีจากอุณหภูมิไม่ได้ตอบสนองในเวลา ปรับปรุงฟอร์มแวร์ให้เป็นอัลการิทึมขอบอุณหภูมิแบบไดนามิก
แบตเตอรี่บวม การออกแรงลึก (<2.5V/เซลล์) การตั้งสัญญาณเตือนความดันต่ํา (เปิดในระดับ 3.3V)
| อาการปัญหา | การวิเคราะห์สาเหตุ | การแก้ไข |
| การแสดงระดับความแรงดันที่ผิดปกติ | ความเบี่ยงเบนการปรับขนาดเซ็นเซอร์ > 5% | ปรับระดับใหม่โดยใช้เครื่องมือ RC3563 |
| การหยุดชาร์จ | การป้องกันความแรงเกินของ BMS | ปรับขั้นต่ําเป็น 4.25V (LiPo) |
| การสูญเสียพลังงานในระหว่างการบิน | การหลบหนีจากอุณหภูมิไม่ได้ตอบสนองในเวลา | อัพเกรดฟอร์มแวร์สู่ อัลการิทึมขั้นต่ําอุณหภูมิแบบไดนามิก |
| การบวมของแบตเตอรี่ | การออกแรงลึก (<2.5V/เซลล์) | กําหนดสัญญาณเตือนความดันต่ํา (เปิดเมื่อ 3.3V) |
แนวโน้มในอนาคตและทิศทางการนวัตกรรม
เรื่องที่เกี่ยวข้องเทคโนโลยีแบตเตอรี่ในสภาพแข็ง เครื่องยนต์ไฮโดรเจนเซลล์เชื้อเพลิง
1แบตเตอรี่แบบแข็ง ความหนาแน่นของพลังงานเกิน 500Wh/kg ป้องกันความเสี่ยงของการบวมของ LiPo
2.BMSไร้สาย: การติดตามทางไกลผ่าน Bluetooth / BLE ลดการสูญเสียการเชื่อมต่อทางกายภาพ
3การสมดุลที่ขับเคลื่อนโดย AI: การเรียนรู้เครื่องจักรคาดการณ์การแก่ตัวของเซลล์ เพื่อให้มีกลยุทธ์ในการสมดุลให้ดีที่สุด
สรุปหลัก
- ความปลอดภัยเป็นอันดับแรก: โมดูล BMS ที่ได้รับการรับรอง UL และการออกแบบการจัดการความร้อนป้องกันความเสี่ยงจากการชาร์จเกิน / การตัดสายสั้น
- การปรับปรุงประสิทธิภาพ: ผสมผสานลักษณะการออกกําลังแรงสูงของแบตเตอรี่ LiPo กับเทคโนโลยีชาร์จเร็ว 3C เพื่อเพิ่มความทนทานสําหรับ Drone การแข่งขัน
- การรับประกันความสอดคล้อง: รับประกันความสอดคล้องกับสิ่งแวดล้อม RoHS และการรับรองการจัดการคุณภาพ ISO 9001
ด้วยการปฏิบัติตามขั้นตอนเหล่านี้ คุณสามารถสร้างระบบ BMS ของ Drone ที่มีประสิทธิภาพและน่าเชื่อถือ เหมาะสําหรับการใช้งานในระดับผู้บริโภคและอุตสาหกรรม
#Drone Battery Management System #Smart BMS System #UL-Certified BMS Module #LiPo Battery Safety Optimization #FPV Drone Technology #Drone Battery Fast Charging Technology #Solid-State Battery Technology