Mengapa Smart BMS Membuat Perbedaan Besar pada Paket Baterai Drone Industri?

Pengarang:Tim Teknik Tenaga YIHANG | Produsen Baterai UAV & Drone Industri | yihangpower.com

Kami terus mendengar keluhan yang sama dari integrator drone dan operator armada: ambil baterai baru, pelabelan yang benar, baru dikeluarkan dari kotaknya, sambungkan, dan Anda masih melihat voltase melorot saat keluar. Pesawat mogok, ESC menjadi panas, dan tidak ada seorang pun di proyek yang dapat menjelaskan alasannya.

Dari catatan kami sendiri diKekuatan YIHANG, sel mentah jarang menjadi masalah. Seringkali, spesifikasi diselesaikan berdasarkan kapasitasnya saja, dan BMS kemudian dipilih untuk menyesuaikan dengan harganya. Rute itu berfungsi untuk paket hobi. Baterai tersebut berantakan di platform industri, di mana satu baterai yang rusak menyebabkan seluruh inspeksi atau operasi kargo pada hari itu.

Kami membangun secara lengkapbaterai drone yang terintegrasi dengan smart-BMSrakitan untuk drone inspeksi, UAV pertanian, dan pesawat kargo angkut berat. Berikut ini adalah apa yang telah kami pelajari dari proyek nyata dan bukan dari teori lembar data: cara membaca spesifikasi baterai seperti cara seorang insinyur membacanya, cara memilih antara sel LiPo, Li-ion, dan semi-padat, apa yang sebenarnya dilakukan oleh BMS cerdas di tengah penerbangan, dan apa yang sebenarnya diperlukan untuk mengirimkan paket litium melalui udara tanpa masalah bea cukai atau maskapai penerbangan.

Ini ditulis untuk orang-orang yang benar-benar membeli dan memelihara paket ini, bukan untuk mesin pencari. Jika Anda adalah seorang integrator yang telah kehabisan baterai yang tampak benar di atas kertas dan gagal di lapangan, bagian di bawah ini akan menghemat uang Anda.

Membaca Spesifikasi Utama Untuk Baterai Drone Industri

Pembeli membandingkan angka kapasitas terlebih dahulu, dan berhenti di situ. Kapasitas memang penting, namun hanya satu dari empat nilai cetak yang menentukan apakah suatu paket dapat bertahan selama satu musim kerja lapangan.

Kapasitas (mAh) memberi tahu Anda berapa banyak energi yang dibawa oleh paket tersebut, namun juga memberi tahu Anda berapa banyak beban mati yang Anda angkat. Menggandakan kapasitas jarang menggandakan waktu penerbangan pada badan pesawat yang sama, karena bobot ekstra memakan anggaran daya dorong yang sama. Perlakukan kapasitas sebagai trade-off, bukan target.

Tegangan dan jumlah S menggerakkan perilaku motor secara langsung. Paket 6S memiliki nominal 22,2 V dan diisi hingga 25,2 V; paket 12S beroperasi pada 44,4 V dan mencapai puncaknya pada 50,4 V. Tegangan lebih tinggi berarti arus lebih rendah untuk daya yang sama, yang berarti ESC lebih dingin dan kabel lebih tipis. Itulah sebabnya platform angkutan berat cenderung berpindah dari 6S ke 12S atau 14S seiring dengan peningkatannya.

Nilai C berkelanjutan adalah nilai yang paling banyak salah dibaca oleh pembeli. Peringkat 25C pada paket 5.000 mAh menjanjikan output berkelanjutan 125 A, tetapi hanya di bawah suhu pengujian yang ditentukan pabrikan. Pada kondisi lapangan musim panas pada suhu 45 °C, jumlah pengiriman sebenarnya turun. Saat Anda mengevaluasi pemasok, mintalah data laju kontinu yang diuji pada suhu 45 °C, bukan pada suhu ruangan lab yang ideal, dan tanyakan bagaimana angka tersebut diukur daripada menerima stiker.

Resistansi internal, nilai yang jarang dicetak sama sekali, muncul sebagai panas di bawah beban. Dua paket dengan kapasitas yang sama dapat berperilaku sangat berbeda pada undian 20 A jika yang satu mempunyai resistansi internal dua kali lipat dari yang lain. Untuk drone dengan debit tinggi, resistansi internal yang rendah bernilai lebih dari beberapa ratus mAh tambahan.

Dan jangan pernah membandingkan paket berdasarkan kapasitas saja antar vendor. Hitung watt-jam, voltase dikalikan dengan amp-jam, dan bandingkan angkanya. Paket 6S 10.000 mAh dan paket 8S 7.500 mAh adalah produk berbeda dengan energi serupa, dan sejujurnya hanya perbandingan watt-jam yang memberi tahu Anda hal itu.

Catatan praktis dalam menanyakan pertanyaan yang tepat kepada pemasok. Saat Anda meminta penawaran dari pemasok baterai drone, jawaban yang Anda dapatkan hanya akan sesuai dengan pertanyaan yang Anda ajukan. Tanyakan kurva laju kontinu pada 45 °C, mintalah resistansi internal yang diukur pada sampel produksi, bukan pada unit laboratorium, dan tanyakan bagaimana pemasok mendefinisikan toleransi kapasitas, apakah kemasan dijamin memberikan kapasitas terukur pada siklus pertama atau setelah lima puluh siklus. Pemasok yang tidak dapat menjawab ketiga pertanyaan ini secara tertulis biasanya mengutip produk hobi dengan harga industri.

Memilih Antara Sel LiPo, Li-ion, dan Semi-Padat

Kimia sel harus mengikuti profil penerbangan, bukan penjualnya. Kami melihat tiga keluarga praktis dalam pekerjaan industri drone.

Sel kantong LiPo tetap menjadi default untuk apa pun yang bersuhu 15C atau lebih tinggi. Mereka menyalurkan arus tanpa jatuhnya tegangan, yang penting selama pendakian dan koreksi angin. Kerugiannya adalah kepadatan energi yang lebih rendah dan umur kalender yang lebih pendek jika Anda menyimpannya dengan buruk.

Sel silinder Li-ion unggul dalam hal kepadatan energi dan masa pakai siklus untuk pekerjaan dengan debit rendah dan durasi lama. Drone survei yang berlayar dengan arus rendah selama satu jam mendapat manfaat langsung dari bahan kimia lithium-ion, lebih banyak watt-jam per kilogram. Masalahnya adalah debit tinggi yang berkelanjutan membuat sel-sel silinder menjadi panas, dan mereka membutuhkan lebih banyak sel paralel untuk mencapai arus yang sama, yang dengan cepat memakan beratnya.

Sel semi-padat adalah pendatang baru di pasar, dan paling layak untuk diperhatikan. Mereka berada di antara elektrolit cair dan padat, menawarkan kepadatan energi yang lebih tinggi daripada LiPo dan margin keamanan yang lebih baik dalam uji tusuk dan termal. Semakin banyak proyek jangka panjang yang menanyakan kepada kami tentang opsi baterai drone semi-padat secara spesifik. Peringatan yang jujur ​​adalah bahwa materi pemasaran untuk kimia semi-padat sering kali dilebih-lebihkan, mengutip satu angka kinerja ideal dari slide laboratorium. Selalu minta peringkat pelepasan berkelanjutan yang divalidasi pada suhu pengoperasian sebenarnya dan setidaknya kedalaman pelepasan 80 persen sebelum Anda berkomitmen.

Beberapa aturan dasar yang kami ulangi kepada setiap pelanggan, tanpa urutan tertentu. Jangan pernah mencoba meratakan kemasan yang bengkak, segera keluarkan dari layanan dan buang dengan benar. Harapkan sekitar 80 persen dari kapasitas yang dapat digunakan pada suhu ruangan saat mengoperasikan paket pada suhu 0 °C, dan rencanakan misi sesuai dengan itu alih-alih menemukannya di udara. Dan paket penyimpanan dengan harga sekitar 40 hingga 60 persen dikenakan biaya untuk jeda yang lama antar pengoperasian, tidak pernah terisi penuh dan tidak pernah terkuras habis.

Suhu juga mengubah pilihan kimia itu sendiri. Jika pengoperasian Anda dilakukan di iklim dingin, bahan kimia Li-ion dan semi-padat menahan tegangan lebih baik pada suhu rendah dibandingkan LiPo kecepatan tinggi, yang menjadi kaku dan kehilangan arus yang dapat disalurkan saat dingin. Jika operasi Anda berada di daerah tropis, suhu lingkungan yang tinggi akan mempercepat penuaan pada setiap bahan kimia, sehingga kemasan yang diberi suhu pada kondisi laboratorium 25 °C tidak akan dapat bertahan dalam siklus pengenalnya pada kondisi lapangan dengan suhu 40 °C. Tanyakan kepada pemasok bahan kimia apa yang mereka rekomendasikan untuk suhu pengoperasian Anda yang sebenarnya, bukan untuk suhu yang ada di brosur mereka.

Peran Praktis BMS Cerdas Terintegrasi

BMS pintar bukanlah papan pelindung dengan nama yang lebih panjang. Ia mengamati kondisi di dalam paket secara terus menerus dan berbicara dengan sistem penerbangan saat melakukannya.

Pada tingkat kelompok sel, ia melacak tegangan dan suhu untuk setiap kelompok secara individual. Pembacaan total yang sehat sebesar 22,2 V di stasiun bumi dapat menyembunyikan satu sel lemah yang menyeret seluruh paket ke bawah, dan hanya pemantauan per grup yang dapat menangkapnya sebelum menjadi kegagalan dalam penerbangan.

Di sisi perlindungan, ini memicu penghentian arus secepat milidetik selama serangan baling-baling atau penguncian motor. Jika terjadi gangguan mendadak, kecepatan tersebut adalah selisih antara konektor yang putus dan motor yang rusak, karena jika tidak, konektor tersebut menjadi sekring darurat.

Di sisi komunikasi, ia melaporkan status muatan yang akurat melalui SMBus, CAN bus, atau UART. Hal ini lebih penting daripada yang disadari sebagian besar pembeli: pengontrol penerbangan merencanakan keputusan pulang ke rumah dan mendarat berdasarkan energi yang tersisa. Paket bodoh membuat pilot terus menebak-nebak, dan menebak-nebak bagaimana baterai bisa kembali kosong.

Setiap paket baterai drone industri BMS pintar yang kami kirimkan melalui pengujian antarmuka komunikasi pra-pengiriman, karena kami telah melihat terlalu banyak paket baterai yang gagal padahal seharusnya dapat lolos pemeriksaan kapasitas sederhana. BMS diperiksa keakuratan SOC, waktu respons kesalahan, dan stabilitas komunikasi bus sebelum paket dibersihkan untuk pengiriman.

Drone dapat terbang dengan perangkat keras dasar yang tidak dikelola, tidak ada yang membantahnya. Perbedaannya adalah peringatan. Dengan BMS cerdas Anda melihat sel yang terdegradasi, grup panas, atau koneksi yang gagal terjadi selama penerbangan. Tanpanya, Anda akan menemukan kesalahan ketika voltase turun di tengah misi dan pesawat gagal mencapai titik pendaratan.

Pencatatan kesalahan adalah fitur yang mulai dihargai oleh manajer armada setelah insiden pertama. Ketika sebuah paket dikembalikan setelah pendaratan darurat, log tersebut memberi tahu tim Anda apakah baterai melindungi dirinya dengan benar, apakah pilot melebihi batas pelepasan, atau apakah kegagalannya bersifat mekanis dan bukan elektrik. Tanpa catatan tersebut, setiap kejadian akan menjadi perdebatan antara pilot, kru pemeliharaan, dan pemasok baterai.

Paket baterai pintar dengan BMS dan komunikasi terintegrasi

Fitur Perlindungan Yang Harus Dimiliki Untuk Baterai UAV BMS

Pekerjaan drone yang berbeda memberikan tekanan pada baterai dengan cara yang sangat berbeda. Drone pertunjukan cahaya yang terbang dalam semburan tiga menit memiliki persyaratan BMS yang berbeda dengan UAV kargo yang menarik arus tinggi selama siklus dua puluh menit. Fungsi-fungsi di bawah ini adalah fungsi-fungsi yang kami anggap wajib untuk keperluan industri, dan apa yang sebenarnya dilakukan masing-masing fungsi tersebut di lapangan:

Penyeimbangan sel patut untuk dicermati lebih dekat, karena ini adalah fungsi yang paling sering kurang terjual. Paket yang tidak pernah seimbang perlahan-lahan melayang, sel terlemah mencapai batasnya terlebih dahulu, dan seluruh paket terpaksa berhenti lebih awal. Selama seratus siklus, perbedaan antara paket seimbang dan paket tidak seimbang dapat mencapai dua puluh persen dari kapasitas yang dapat digunakan. Itu bukan angka pemasaran, tapi yang kami ukur ketika paket kembali dari lapangan.

 drone dan baterai

Aturan Pengiriman Udara: UN38.3 Dan UN3480

Ingin tahu apakah baterai litium UAV industri Anda dapat dibawa melalui angkutan udara? Jawaban singkatnya adalah ya, dengan adanya peraturan ketat mengenai barang berbahaya.

Setiap baterai lithium yang dikirim melalui udara harus lulus UN38.3, rangkaian pengujian lengkap yang mencakup simulasi ketinggian, siklus termal, getaran, guncangan mekanis, korsleting, benturan, pengisian daya berlebih, dan pelepasan paksa. Laporan pengujian UN38.3 dari pembuat sel tidak secara otomatis valid untuk paket rakitan Anda, paket khusus memerlukan pengujiannya sendiri kecuali sel dan konfigurasinya sesuai dengan cakupan sertifikasi asli.

Klasifikasi bergantung pada cara pengiriman baterai. Paket longgar yang berdiri sendiri diklasifikasikan UN3480. Baterai yang dikirimkan dipasang di peralatan atau dikemas bersama dengan drone menggunakan UN3481. Jika hal ini salah maka maskapai penerbangan atau perusahaan ekspedisi akan menolak kiriman di konter, terkadang setelah kargo sudah dipesan.

Anda juga memerlukan dokumen SDS yang valid untuk baterainya, dan sebagian besar operator mewajibkan paket tersebut dikirim dengan tarif atau di bawah 30 persen untuk pesawat penumpang. Beberapa maskapai penerbangan memperketat hal ini lebih lanjut, jadi konfirmasikan batas tersebut dengan pihak pengirim sebelum Anda memesan, bukan di pintu gudang.

Pengangkutan baterai lithium melalui udara berada di bawah Peraturan Barang Berbahaya IATA, dan peraturannya berubah setiap tahun. Jika volume ekspor Anda mencukupi, siapkan dokumentasinya oleh spesialis, karena satu sertifikat yang hilang dapat menahan pengiriman selama berhari-hari dan biayanya lebih mahal daripada sertifikasi itu sendiri.

Pengemasan adalah bagian yang paling banyak disalahartikan oleh eksportir pemula. Baterai litium memerlukan kemasan luar yang kokoh dan lolos uji jatuh PBB, dengan sel atau kemasan terlindung dari arus pendek selama transit, penutup terminal terpasang, dan tidak ada benda logam yang terlepas di dalam kotak. Maskapai penerbangan dan perusahaan ekspedisi melakukan pemeriksaan ini jauh lebih ketat dibandingkan lima tahun yang lalu, dan sebuah paket yang selamat dari perjalanan kurir biasa tidak secara otomatis selamat dari pemeriksaan barang berbahaya.

Perawatan Baterai Dan Masa Pakai

Bagaimana sebuah paket diperlakukan di antara penerbangan menentukan biaya sebenarnya per misi lebih besar daripada harga pembeliannya.

Isi daya dengan pengisi daya dan profil pengisian daya yang cocok, jangan pernah menggunakan pengisi daya saldo acak yang disetel ke jumlah sel yang dapat ditebak. Isi daya di lokasi yang aman dari kebakaran dan jangan pernah meninggalkan paket pengisi daya tanpa pengawasan, tidak peduli seberapa bagus BMS tersebut.

Untuk siklus hidup, hindari pembuangan penuh secara rutin. Siklus dangkal, mengakhiri penerbangan dengan sisa 20 hingga 30 persen, secara signifikan memperpanjang masa pakai paket dibandingkan dengan terbang dengan pemutusan tegangan rendah setiap saat. Kami melihat paket yang diperlakukan dengan baik di basis pelanggan kami bertahan lama melewati jumlah siklus terukurnya, dan paket yang disalahgunakan akan gagal lebih awal dengan batch produksi yang sama.

Penyimpanan musiman sangat penting bagi LiPo. Paket yang disimpan dalam keadaan terisi penuh selama tiga bulan akan terdegradasi jauh lebih cepat daripada paket yang disimpan pada tegangan penyimpanan. Jika armada tidak digunakan selama musim dingin, letakkan paket di tempat penyimpanan, beri label, dan periksa voltase setiap beberapa minggu.

Sel semi-padat, tempat kita memiliki data lapangan, berperilaku lebih baik dalam penyimpanan dibandingkan LiPo namun tetap mengikuti aturan yang masuk akal. Bahan kimia ini meningkatkan margin, namun tidak menghilangkan kebutuhan akan perawatan dasar.

Lacak biaya baterai per jam penerbangan, bukan harga per paket. Paket yang harganya dua puluh persen lebih mahal tetapi menghasilkan siklus tiga puluh persen lebih banyak adalah baterai yang lebih murah dalam satu musim, dan BMS cerdas yang mencegah satu kegagalan dalam penerbangan akan terbayar dengan sendirinya dalam satu insiden. Pembeli yang menegosiasikan harga satuan saja sering kali mendapatkan baterai termahal per jam penerbangan.

Bagaimana YIHANG Mengembangkan Solusi Baterai Drone Khusus

Kita mulai dari pesawat, bukan dari sel. Paket baterai drone industri khusus dirancang sesuai dengan cakupan penerbangan Anda yang sebenarnya, bukan dirakit dari sel apa pun yang tersedia bulan ini.

Alur kerja teknik kami berjalan dalam urutan yang tetap: analisis permintaan debit puncak, pencocokan kimia sel, tata letak paket mekanis, pemilihan konektor, penyetelan ambang batas perlindungan BMS, kemudian verifikasi kapasitas dan pengujian debit muatan penuh sebelum apa pun dikirimkan.

Analisis arus puncak adalah hal yang paling penting, karena analisis ini menentukan segala sesuatu di hilir. Drone pemetaan yang berlayar dengan arus rendah memiliki persyaratan yang berbeda dari UAV penyemprot tanaman yang menarik arus tinggi selama penyemprotan, dan desain paketnya pun berubah.

Untuk memprioritaskan waktu penerbangan, rangkaian baterai drone kami yang tahan lama memberikan durasi penerbangan 20 hingga 40 persen lebih lama dibandingkan paket standar dengan kapasitas terukur yang sama, diukur pada badan pesawat yang sama dalam kondisi yang sama.

Untuk proyek dengan voltase khusus, kapasitas, atau dimensi fisik, bagikan kebutuhan Anda melalui halaman pertanyaan kami. Tim teknik kami meninjau parameter dan mengusulkan konfigurasi baterai litium yang sesuai untuk platform UAV Anda.

Proyek khusus yang umum kami dukung berkisar dari pembuatan prototipe paket tunggal untuk badan pesawat baru hingga proses produksi untuk armada yang sudah ada. Waktu tunggu bervariasi tergantung ketersediaan sel dan persyaratan pengujian, namun kami memberi Anda jadwal tertulis dengan penawaran, dan dokumentasi pengiriman mencakup laporan pengujian untuk setiap paket dalam pesanan. Dokumen tersebut bukanlah sebuah kesopanan, melainkan apa yang diminta oleh departemen kualitas Anda dan pelanggan akhir Anda.

Jika Anda mencari paket baterai drone industri khusus dengan BMS cerdas terintegrasi untuk misi inspeksi, pertanian, atau kargo, hubungi YIHANG Power. Kami menjalankan simulasi arus puncak dan validasi debit muatan untuk kondisi penerbangan Anda yang sebenarnya, dan kami telah melakukannya untuk pelanggan di lima benua.

Kirimkan kebutuhan voltase, kapasitas, dan dimensi Anda hari ini. Diskusi teknis pertama tidak memerlukan biaya apa pun, dan ini akan memberi tahu Anda lebih banyak tentang opsi baterai Anda daripada membaca lembar data selama seminggu.