Hoe gebruik je BMS op drone-batterijen?

De ‘Smart Heart Manager’ van drones: BMS-bordkoppelingsstrategieën en kerntoepassingen

In de wereld van drones is deBatterijHet Management Systeem (BMS) bord speelt een cruciale rol. Hoe kun je een BMS-bord correct koppelen en toepassen voor je drone? Dit artikel biedt een diepgaande analyse.

I. Wat is een BMS-bord? Waarom is het onmisbaar?

Simpel gezegd is een BMS-bord een printplaat die is ingebed in een smartbatterij. Het bewaakt en beheert de “gezondheid” van lithiumbatterijpakketten (meestal LiPo-batterijen).

Monitoring: realtime volgen van individuele celspanningen, algemene laad-/ontlaadstromen en temperaturen.

Beheer: Zorgt voor consistente celspanningen over het hele pakket via balanceringsfunctionaliteit, waardoor het “zwakste schakel”-effect wordt voorkomen.

Bescherming: Biedt bescherming tegen overbelasting, overontlading, overstroom, kortsluiting en oververhitting: de reddingslijn die batterijbrand, explosies of permanente schade voorkomt.

Signalering: Communiceert met vluchtleiders en grondstations via interfaces zoals CAN, SMBus of I2C om kritieke gegevens te rapporteren, zoals de resterende capaciteit en de gezondheidsstatus.

Zonder een GBS is de batterij van uw drone als een elektrisch circuit in huis, zonder zekeringen of meters: gevaarlijk en oncontroleerbaar.

II. Hoe selecteer je een BMS-bord voor je drone?

Als u een BMS-bord selecteert, moet u het afstemmen op de specifieke behoeften van uw drone. Overweeg deze vier belangrijke dimensies:

1. Gebaseerd op de batterijpakketarchitectuur: S-telling en P-telling

S Count: Verwijst naar het aantal in serie geschakelde cellen binnen het batterijpakket, waardoor rechtstreeks de totale spanning wordt bepaald.

Aantal parallelle cellen (P): Verwijst naar het aantal parallel aangesloten cellen, wat de totale capaciteit en ontladingscapaciteit van de batterij beïnvloedt. Het gebouwbeheersysteem moet bestand zijn tegen de hogere continue ontlaadstroom als gevolg van parallelle aansluiting.

Matchingstrategie: Bij het selecteren van een BMS moet deze perfect overeenkomen met het S-aantal van de batterij. Kies een gebouwbeheersysteem met de juiste stroomsterkte op basis van de maximale stroom die wordt geschat op basis van de P-telling.

2. Gebaseerd op huidige vereisten: continue ontlading vs. piekstroom

Bereken de stroom die uw drone nodig heeft onder maximale belasting.

Matchingstrategie: Het geselecteerde gebouwbeheersysteem moet een continue ontlading en piekstroomwaarden hebben die uw berekende maximale drone-vereiste overschrijden, met een veiligheidsmarge van 20% -30%. Het gebruik van een BMS met een vermogen van slechts 30 A op een drone die 60 A nodig heeft, zal bescherming activeren als gevolg van overbelasting, wat onverwachte uitschakeling en crashes veroorzaakt.

3. Gebaseerd op functionele vereisten: balancerings- en communicatieprotocollen

Balanceringsfunctie: Voor krachtige drones is passieve balancering standaard in het BMS, waardoor de levensduur van de batterij wordt verlengd.

Communicatieprotocol: Dit is de taal waarmee het BMS “communiceert” met de vluchtcontroller.

SMBus/I2C: gebruikelijk bij drones van consumentenkwaliteit, met een eenvoudig protocol.

CAN Bus: Bij voorkeur voor industriële en commerciële drones, met een sterke interferentieweerstand, lange transmissieafstanden en uitzonderlijke betrouwbaarheid.

Matchingstrategie: Zorg ervoor dat het BMS-communicatieprotocol compatibel is met uw vluchtcontrollersysteem. De meeste open-source vluchtcontrollers ondersteunen CAN-bus, waardoor dit de meest aanbevolen keuze is.

4. Overwegingen bij grootte en gewicht: indeling van de ruimte

Drones zijn extreem gevoelig voor gewichts- en ruimtebeperkingen.

Matchingstrategie: Geef prioriteit aan sterk geïntegreerde, compacte en lichtgewicht BMS-oplossingen. Het moet slim in het batterijpakket worden geplaatst om te voorkomen dat de cellen worden samengedrukt of dat er overmatig gewicht wordt toegevoegd.

III. Praktische scenario's voor BMS-borden in drone-toepassingen

1. Drones voor consumentenluchtfotografie:

Koppelen: maakt doorgaans gebruik van sterk geïntegreerde, ingekapselde slimme batterijen. Het interne BMS is vaak 4S of 6S, met uitgebreide beveiligingsfuncties en nauwkeurige capaciteitsberekening, en communiceert met de vluchtcontroller via speciale protocollen.

Toepassing: Gebruikers kunnen de dubbele batterijniveaus in realtime tot op de procent nauwkeurig bekijken via een app of afstandsbediening, waardoor ze kunnen genieten van veilig laad- en ontlaadbeheer.

2. Toepassingsdrones van industriële kwaliteit (landmeetkunde, inspectie, gewasbescherming):

Configuratie: Vanwege de langere missieduur en de zware lading maken deze drones doorgaans gebruik van batterijpakketten met een hoge capaciteit en een hoge ontladingssnelheid. Het GBS moet van industriële kwaliteit zijn en CAN-buscommunicatie ondersteunen, met robuuste balanceringsmogelijkheden en een breed bedrijfstemperatuurbereik.

Toepassingen:

Nauwkeurige voorspelling van de resterende vliegtijd: Tijdens inspecties die meerdere uren duren, gebruikt de vluchtleider BMS-gegevens ontvangen van het grondstation om nauwkeurig het resterende vliegbereik te voorspellen, zodat een veilige terugkeer naar de basis wordt gegarandeerd.

Diagnostiek van batterijstatus: door het BMS geregistreerde gegevens maken analyse van batterijverslechtering mogelijk, waardoor voorspellend onderhoud wordt vergemakkelijkt om batterijen te vervangen voordat de prestaties tot een gevaarlijk niveau dalen.

Gewasbescherming Drone-batterijbeheer: Voor continu gebruik met hoge intensiteit is BMS-balancering van cruciaal belang om het gebruik van elke cel te maximaliseren, de levensduur van het volledige batterijpakket te verlengen en de operationele kosten te verlagen.

3. Racing-drones:

Koppelen: Racing-drones streven naar extreme vermogen-gewichtsverhoudingen, waarbij doorgaans gebruik wordt gemaakt van 4S- of 6S-batterijen met een hoog vermogen. BMS-selectie geeft prioriteit aan ultralage interne weerstand en uitzonderlijke ontladingscapaciteit, waarbij soms enkele beschermingsfuncties worden opgeofferd voor gewichtsvermindering.

Toepassing: De kerntaak van het BMS is het leveren van knelpuntvrije stroomoutput terwijl de celbalans behouden blijft tijdens agressieve manoeuvres, zodat het vermogen niet afneemt tijdens races die slechts enkele minuten duren.

IV. Samenvatting en aanbevelingen

Het selecteren van een BMS voor uw drone is een technische evenwichtsoefening tussen prestaties, veiligheid, levensduur en kosten.

Beginnersbenadering: Kies een BMS die past bij de S-rating van uw accu, met voldoende huidige marge en basisbeschermings-/balanceringsfuncties.

Professionele toepassingen: geef prioriteit aan betrouwbaarheid door te kiezen voor BMS van industriële kwaliteit met CAN-buscommunicatie. Maak gebruik van de gegevens om de exploitatie en het onderhoud van het wagenpark te optimaliseren.

Samengevat

Hoewel compact, fungeert het BMS-bord als de intelligente kern van het voedingssysteem van een drone. Het correct koppelen en gebruiken ervan verbetert niet alleen de vliegveiligheid, maar verlengt ook de operationele levensduur en efficiëntie van uw drone. Geef deze ‘intelligente hartmanager’ bij het plannen van uw volgende drone-energieoplossing de aandacht die hij verdient.