Әуе роботтарына арналған литий батареяларын жобалау: масштабтағы қауіпсіздік және сенімділік

Әуе роботтары аппараттық құралдарды кешірмейді. Биіктікте бірдеңе істен шыққанда - қозғалтқыш, сенсор, навигациялық жүйе - ұшақ төмен түседі. Батарея істен шыққанда, бәрі төмендейді. Бұл асимметрия қаншалықты маңызды екенін көрсетеділитий батареясыUAV қолданбаларына арналған дизайн болуы керек және ол операциялар ауқымы ретінде маңыздырақ болады.

Прототипте жұмыс істейтін аккумуляторды құру жүздеген бірліктерде, мыңдаған ұшу сағаттарында және сынақ стендіне ұқсамайтын нақты жұмыс орталарында сенімді жұмыс істейтін батареяны құрудан басқа мәселе. Міне, бұл инженерлік мәселе шын мәнінде қалай көрінеді.

Қауіпсіздік архитектурасы қабаттастырылуы керек

A single protection circuit isn't a safety system. Бұл соңғы шара.

Сенімді литий батареясының дизайныәуе роботтары үшін қабатты қорғанысты пайдаланады — әр ұстайтын сәтсіздік режимдерін басқалары жіберіп алуы мүмкін бірнеше тәуелсіз механизмдер. Құрылым әдетте келесідей көрінеді:

Жасуша деңгейін қорғау бірінші орында. Тығыз өндірістік төзімділікпен сапалы ұяшықтарды таңдау ішкі жасуша ақауларының ықтималдығын төмендетеді, оны бірде-бір BMS фактіден кейін өтей алмайды. Бұл басқалардың бәрінен жоғары.

Батареяны басқару жүйесі (BMS)логика нақты уақыттағы бақылауды және белсенді араласуды — асқын кернеуді, төмен кернеуді, асқын токты, қысқа тұйықталуды және жылу шектерін өңдейді. UAV қолданбалары үшін BMS агрессивті маневрлер кезінде шынайы ақау мен заңды жоғары ток сұранысын ажыратуы керек. Ұшу кезінде электр қуатын өшіретін жалған позитивтер жіберіп алған ақаулар сияқты қауіпті.

Жүйе деңгейіндегі қауіпсіздік шаралары — аккумулятордың ұшу диспетчерімен қалай біріктірілетіні, ақаулық деректері қалай жіберілетіні, BMS аномалияны анықтаған кезде деградацияның қалай өңделетіні — суретті аяқтаңыз. Үнсіз істен шыққан батарея жасуша химиясының қаншалықты жақсы екеніне қарамастан дизайндағы ақау болып табылады.

Масштабтағы сенімділік тек сапаны емес, жүйелілікті талап етеді

Тестілеуде жақсы жұмыс істейтін литий полимерлі аккумулятор жақсы прототип нәтижесі болып табылады. 500 бірлік өндірісте тұрақты жұмыс істейтін батарея - бұл өндірістің жетістігі.

Ұяшықтардың сәйкестігі - бұл шындыққа айналады. Бір өндіріс партиясының жеке литий жасушалары сыйымдылығы, ішкі кедергісі және өздігінен разряд жылдамдығымен ерекшеленеді. Көп ұяшықты UAV бумасында сәйкес келмейтін жасушалар деградацияны тездететін, тиімді қуаттылықты төмендететін теңгерімсіздікті тудырады және ең нашар жағдайда локализацияланған жылу кернеуін тудырады.

Әуе роботының аккумуляторын шығаруды ұлғайту үшін өндірушілерге кіріс ұяшықтарын мұқият тексеру, қаптаманы жинамас бұрын сәйкес топтастыру және әрбір құрылғының стандартқа сәйкес келетінін растайтын құрастырудан кейінгі валидация қажет - тек партияның орташа мәні ғана емес.

Бұл пән қымбат және көп уақытты қажет етеді. Бұл сонымен қатар масштабтауға арналған батареяларды үлгілерге арналған батареялардан бөлетін нәрсе.

Жылулық басқару масштабта міндетті емес

Жылу литий химиясының ыдырауының негізгі үдеткіші болып табылады. Кішігірім көлемде жылу мәселелерін шешуге болады — ыстық жұмыс істейтін жеке бума белгіленіп, зерттеледі. Масштаб бойынша жүйелі жылу проблемалары диагностикалау және түзету қиынырақ флоттың сенімділігі мәселесіне айналады.

Әуе роботтарына арналған аккумулятордың дизайны толық жылу циклін есепке алуы керек: жоғары разрядты ұшу кезінде пайда болатын жылу, миссиялар арасындағы сақтау кезінде қалдық жылу, зарядтаудан болатын жылу жүктемесі және орналастыру аймақтарындағы қоршаған орта температурасының өзгеруі.

Бұл қолайлы термиялық мінез-құлықпен жасушалық химияны таңдауды, жылу диссипациясын ескере отырып қаптама қоршауларын жобалауды және консервативті зертханалық әдепкі параметрлерден гөрі нақты жұмыс жағдайларына калибрленген BMS температура шегін көрсетуді білдіреді. Қатты күйдегі литий-иондық аккумуляторлар бұл жерде барған сайын өзекті болып келеді — кәдімгі LiPo химиясымен салыстырғанда олардың жақсартылған термиялық тұрақтылығы жоғары жұмыс циклдеріндегі сенімділік мәселелерінің бірін шешеді.

Құжаттама мен сертификаттау көптеген инженерлер мойындағысы келетіннен де маңызды

Масштабтағы қауіпсіздік пен сенімділік бақылауды қажет етеді. Бума өрісте сәтсіздікке ұшыраған кезде, оның қай ұяшық топтамасынан шыққанын, оның зарядтау тарихы қалай көрінетінін және сәтсіздік режимі бұрын көрген нәрсеге сәйкес келетінін білуіңіз керек. Бұл таза инженерлік командалар көбінесе аз қаржы жұмсайтын тіркеуді, құжаттаманы және сапа менеджменті инфрақұрылымын талап етеді.

UN38.3 сертификаты, IEC 62133 сәйкестігі және қатаң ішкі QC құжаттамасы қағазбастылық шығындары емес. Олар проблемаларды диагностикалауға, дизайнды жақсартуға және тұтынушыларға, сақтандырушыларға және реттеушілерге қауіпсіздікті көрсетуге мүмкіндік беретін дәлелдеме базасы.

ZYEBATTERY-нің бұл мәселеге көзқарасы

Әуе роботтары үшін литий батареяларын масштабта жобалау - дәл мәселеZYEBATTERYшешу үшін салынды. Қабатты қорғаныс архитектурасымен, тығыз ұяшық сәйкестігімен және флот ауқымындағы сенімділікті қажет ететін өндіріс консистенциясымен жасалған жоғары өнімді литий-полимер және қатты күйдегі литий-ионды UAV батареялары.

Қауіпсіздік соңында қосылған мүмкіндік емес. Бұл дизайндағы шектеубірінші жасуша таңдау шешіміалға.