关于无人机电池的探讨

关于无人机电池的探讨
随着现代科技的发展,无人机这种新型科技逐渐进入我们的视野。无人驾驶飞机简称无人机,英文简写“UAV”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操控的不载人飞机,或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。从技术角度定义可以分为:无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机这几大类。无人机技术的应用领域无疑是非常广阔的,譬如在民用领域可用于地质勘探、灾害监测、地图测绘、农药喷洒、通信中枢等,一般的无人机主要用于航拍、航测、航飞服务、遥感等。无人机属于精密器械,任何部件微小的变动都会影响整台设备的飞行状态和使用寿命。无人机电池作为整台设备最主要的部件,如何正确的进行日常检测及保养就成了重中之重。
标签:无人机电池;安全;保养
1 简述无人机所使用的电池
近年来,无人机电池自燃导致用户财产甚至生命安全受到威胁的事件屡见不鲜。众所周知,无人机电池多使用聚合物锂电池:锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质
溶液的电池。锂离子电池不含有金属态的锂,而且可以进行充电,而且还有着自放电率极低、放电电压平缓等优点,因而广泛应用在了众多电子产品中。一般的锂电池充电周期在300到500个之间,这也取决于无人机的使用频率、电池质量及如何维护。而聚合物锂电池和普通的锂电池有所不同,聚合物锂电池在相同容量下能量密度更高,重量更轻,使用周期也会更长,更加贴合无人机的使用需要。另一方面无人机对于电池功率的要求特别高,当从悬停状态迅速提高油门到最高速度,电池功率会迅速提高,短时间内几倍的功率提高,只有聚合物锂离子电池能够满足。实际上18650电池通过串并联也能达到这样的要求,特斯拉汽车的电池就是7000多块18650电池串并联在一起,从而能够承受瞬间的大功率需求,7000多块的重量在无人机上明显不合适。因此,从性能上来说,只有聚合物锂离子电池能够满足无人机的使用需求。不过,聚合物锂离子电池也并不是绝对安全的。比如大疆一块5800mah的电池,容纳的能量达到89Wh之多,一款20000mah的充电宝容纳的能量一般只有70Wh出头,而这样一块5800mah的电池只能支撑30分钟的飞行时间,可以想象对电池的压力有多大,聚合物锂离子电池长期在这种工作环境下,电池损耗非常快,并且短时间内快速放电也会导致电池温度快速升高,这些都使得无人机电池需要更进一步的安全保护。无人机电池为了保护电池长时间的工作安全设置了一套电源管理系统,这套电源管理系统可以对电池进行充放电
保护,能够始终让电池工作在安全的范围内。其次如果电池长时间满电搁置会对电池寿命产生很大的影响,电源管理系统有电池存储自放电保护,长时间搁置情况下能够自动放电,延长电池的使用时间。这一套技术,有点类似特斯拉电源管理系统的精简版。聚合物锂电池的优点如此之多,它的价格也非常高昂,一块5000多毫安的聚合物电池大概在1000元左右,是消费级无人机电池的最优之选。
2 无人机电池的维护与保养
只有在地面上做好了相对齐全的准备工作,才能保证无人机在飞行过程中的飞行安全。无人机电池的维护与保养直接关系到整个无人机飞行工作能否安全的开展。
(1)电池不能满电保存,满电状态下的电池化学性质极其活跃,不能满电保存超过3天,如果电池超过一个星期不放电,就存在电池鼓包的风险,有些电池可能暂时不会鼓,但几次满电保存后,电池还是很有可能会直接报废。因此,使用者应在无人机使用之前充好电。若无人机充电后未使用,充满后3天内应将电池内电量释放到存储电量。如三个月内未使用电池,应将电池充放电一次后继续保存,这样可以延长电池寿命,降低使用成本。
(2)电池一定要放置在妥当的位置,防止电池外皮受损。电池的外皮是防止电池爆炸和漏液起火的重要结构,电池的外皮破損将会直接导致电池起火或爆炸。电池一定要轻拿轻放,在无人机上固定电池时,扎带要扎紧。因为电池会有可能在无人机做大动作飞行或摔机时,因为扎带不紧而甩出,这样也很容易造成电池外皮破损。
3 结语
以上根据具体事例讲述了无人机电池在使用过程中,维护保养工作的重要性。长期从事无人机行业的工作者都知道,这是一个在外人眼里光鲜亮丽,实则枯燥乏味的工作,尤其是飞行以外的保养工作。如果仅靠个人的兴趣和自觉,是很难日复一日,年复一年的坚持做好维护无人机的工作的。为了避免长时间重复工作造成的懈怠,制做一套严格的、方便操作的维护流程和强化自身的责任心缺一不可。现在市场上已经或多或少出现了一些智能电池充电盒,这种充电盒可以方便快捷的为无人机电池做好保养维护工作,极大的节省了使用者的时间与精力。但是这种设计有一定的局限性。相信在以后的发展中,会有越来越多的人才把目光投入到这个市场上来。套用一句流行的广告词就是:三分用,七分养。无人机的每一次华丽升空,平稳降落的背后,都离不开使用者细致入微的检查和坚持不懈的维护。如同一场出的
表演,必定凝结着台下苦练基本功的汗水,才能换来台上精彩的瞬间。正所谓“台上一分钟,台下十年功”。要想让自己的无人机能够在更加广阔的天空里飞翔,我们就要沉下心来,认真仔细的做好无人机的维护保养工作。
参考文献:
[1]史超礼.航空概论[M].北京:国防工业出版社,1978.
[2]谢础.航空知识[M].北京:航空知识杂志社,2003.
作者简介:刘诚(1984-),男,山东沂南人,本科,助理工程师,研究方向:电气工程及其自动化。

本文发布于:2024-09-20 14:42:38,感谢您对本站的认可!

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