Ličio baterijų projektavimas oro robotams: saugumas ir patikimumas

Oro robotai neatleidžia techninės įrangos. Kai aukštyje kažkas sugenda – variklis, jutiklis, navigacijos sistema – lėktuvas nukrenta. Kai sugenda baterija, viskas krenta. Ta asimetrija formuoja rimtąličio baterijaUAV programų dizainas turi būti, ir jis tampa vis svarbesnis dėl operacijų masto.

Sukurti akumuliatorių, kuris veiktų kaip prototipas, yra kitoks iššūkis nei sukurti bateriją, kuri patikimai veiktų šimtuose vienetų, tūkstančiai skrydžio valandų ir tikroje darbo aplinkoje, kuri neprimena bandymų stendo. Štai kaip ta inžinerinė problema atrodo iš tikrųjų.

Saugos architektūra turi būti sluoksniuota

Viena apsaugos grandinė nėra saugos sistema. Tai paskutinė išeitis.

Patikimas ličio baterijos dizainasOro robotams naudojama daugiasluoksnė apsauga – keli nepriklausomi mechanizmai, kurių kiekvienas užfiksuoja gedimo režimus, kuriuos kiti gali praleisti. Struktūra paprastai atrodo taip:

Ląstelių lygio apsauga yra pirmiausia. Kokybiškas elementų pasirinkimas su griežtomis gamybos tolerancija sumažina vidinių ląstelių defektų tikimybę, kurių po to negali kompensuoti jokia BMS. Tai yra prieš visa kita.

Akumuliatoriaus valdymo sistema (BMS)logika tvarko stebėjimą realiuoju laiku ir aktyvų įsikišimą – viršįtampą, žemą įtampą, viršsrovę, trumpąjį jungimą ir šiluminius slenksčius. Naudojant UAV, BMS turi atskirti tikrą gedimą ir teisėtą didelės srovės poreikį agresyvių manevrų metu. Klaidingi pranešimai, kurie nutraukia maitinimą skrydžio viduryje, yra tokie pat pavojingi kaip ir praleisti gedimai.

Sistemos lygio apsaugos priemonės – kaip baterija integruojasi su skrydžio valdikliu, kaip perduodami gedimų duomenys, kaip grakščiai tvarkoma pablogėjimas, kai BMS aptinka anomaliją – užbaigia vaizdą. Akumuliatorius, kuris sugenda tyliai, yra dizaino gedimas, nepaisant to, kokia gera yra elementų chemija.

Didelio masto patikimumas reikalauja nuoseklumo, o ne tik kokybės

Ličio polimero baterija, kuri gerai atlieka bandymus, yra geras prototipo rezultatas. Akumuliatorius, kuris nuosekliai veikia 500 vienetų gamybos metu, yra gamybos pasiekimas.

Ląstelių atitikimas yra ta vieta, kur tai tampa tikra. Atskiri ličio elementai iš tos pačios gamybos partijos skiriasi talpa, vidine varža ir savaiminio išsikrovimo greičiu. Kelių ląstelių UAV pakete neprilygstamos ląstelės sukuria disbalansą, kuris pagreitina degradaciją, sumažina efektyvų pajėgumą ir blogiausiu atveju sukuria vietinį šiluminį įtampą.

Gamintojams, didinantiems oro robotų baterijų gamybą, reikalinga griežta gaunamų elementų patikra, suderintas grupavimas prieš komplekto surinkimą ir patvirtinimas po surinkimo, kuris patvirtintų, kad kiekvienas įrenginys atitinka specifikacijas, o ne tik partijos vidurkį.

Ši disciplina yra brangi ir atima daug laiko. Tai taip pat atskiria svarstyklėms skirtas baterijas nuo pavyzdžiams skirtų baterijų.

Šilumos valdymas nėra neprivalomas mastu

Šiluma yra pagrindinis ličio chemijos skilimo greitintuvas. Esant nedideliam kiekiui, šiluminės problemos yra valdomos – atskiras karštas paketas pažymimas ir tiriamas. Esant dideliam mastui, sisteminės šiluminės problemos tampa transporto parko patikimumo problema, kurią daug sunkiau diagnozuoti ir išspręsti.

Oro robotų akumuliatoriaus konstrukcijoje turi būti atsižvelgiama į visą šiluminį ciklą: šilumą, susidarančią didelio iškrovimo skrydžio metu, likutinę šilumą saugojimo metu tarp misijų, šiluminę įkrovimo apkrovą ir aplinkos temperatūros svyravimus įvairiuose diegimo regionuose.

Tai reiškia, kad reikia pasirinkti elementų chemines medžiagas su palankiomis šiluminėmis savybėmis, suprojektuoti pakuotės korpusus, atsižvelgiant į šilumos išsklaidymą, ir nurodyti BMS temperatūros slenksčius, kalibruotas pagal realias darbo sąlygas, o ne pagal numatytuosius laboratorinius parametrus. Kietojo kūno ličio jonų baterijos yra vis aktualesnės – jų geresnis terminis stabilumas, palyginti su įprastine LiPo chemija, išsprendžia vieną iš sunkesnių patikimumo problemų esant dideliam darbo ciklams.

Dokumentai ir sertifikatai yra svarbesni, nei nori pripažinti dauguma inžinierių

Saugumas ir patikimumas dideliu mastu reikalauja atsekamumo. Kai pakuotė sugenda lauke, turite žinoti, iš kurios elementų partijos jis buvo gautas, kaip atrodė jo įkrovimo istorija ir ar gedimo režimas atitinka bet ką anksčiau matytą. Tam reikia registravimo, dokumentų ir kokybės valdymo infrastruktūros, į kurią paprastos inžinierių komandos dažnai nepakankamai investuoja.

UN38.3 sertifikatas, IEC 62133 atitiktis ir griežta vidinė kokybės kontrolės dokumentacija nėra popierizmas. Tai yra įrodymų bazė, leidžianti diagnozuoti problemas, tobulinti dizainą ir parodyti saugumą klientams, draudikams ir reguliavimo institucijoms.

ZYEBATTERY požiūris į šią problemą

Ličio baterijų kūrimas oro robotams dideliu mastu yra būtent problemaZYEBATTERYbuvo pastatytas išspręsti. Didelio našumo ličio polimerų ir kietojo kūno ličio jonų UAV baterijos, sukonstruotos su sluoksniuotos apsaugos architektūra, sandariu elementų derinimu ir gamybos nuoseklumu, kurio iš tikrųjų reikia automobilių parko patikimumui.

Saugumas nėra funkcija, pridėta pabaigoje. Tai yra dizaino apribojimaspirmasis ląstelių atrankos sprendimaspirmyn.