Дрон-ийн батарей хэзээ бүтнэд цэнхэрдсэн тодорхойлох арга?

1. Оршуулга

Дрон-ийн батарейн цэнхэрдүүлэлтийн цикл бүтнэд дуусаж, батарей бүтнэд цэнхэрдсэн тодорхойлох нь аюулгүй нислэг үйл ажиллагаа, батарейн үргэлжлэх хугацаа, миссийн надтай бүтнэлт хангахад үндэсний утга маань. Хүртлэх үед УАВ-ийн цахилгаан системүүд өндөр түвшний хамгаалалтын хэлхээс ашиглаж байгаа ч, цэнхэрдүүлэлтийн төлөвийг буруу тайлбарлах нь үүрд нислэгт хурдан хөдөлгөөн, нислэг дунд цахилгааны алдагдал, батарейн хурдан дуудуулалт зэрэг үр дүнд хүргэж болой. Дрон-ийн платформууд хувирч, хэрэглээний дөрвөлжин хөлтнүүдээс доошоо үйлдвэрлэлийн түвшний УАВ-үүд хүртэл тархиж буйд, бүтнэд цэнхэрдсэн батарейн илтгүүрүүд ч өөрчлөгдөж буйд. Энэ стаття нь дрон-ийн батарей бүтнэд цэнхэрдсэн тодорхойлох аргын дэлгэрэнгүй, техникийн үндэслэлт тайлбарыг өгөх бөгөөд, цахилгааны зарчим, брэнд-специфич төлөвүүд, хөгжмийн ба професиональ операторуудын хувьд зөвлөмүүр ажиллаж буй дэлгэрэнгүй зөвлөмүүрүүдийг нийлүүлж буйд.

2. Дрон-ийн батарейг цэнхэрдүүлэх аргыг ойлгох

Дронд ашиглагддаг батарейнүүд — үндсэндээ литий-полимер (LiPo), литий-ион (Li-ion) ба өндөр хүчдэлт литий-полимер (LiHV) батарейнүүд — тогтмол гүйдэл / тогтмол хүчдэл (CC-CV) нэртэй стандарт заряджих горимд дагаж ажилладаг. Тогтмол гүйдэл фазын үед заряджих төхөөрөмж тогтмол гүйдэл илгээдэг, харин батарейн хүчдэл постепенно өсөж идэвхтэй болдог. Батарейн хүчдэл хамгийн их зөвшөөрөгдсөн утга хүртэл хүрснээс хойш заряджих төхөөрөмж тогтмол хүчдэл фазын режимд шилжин, хүчдэлийг тогтмол барьж, гүйдлийг постепенно буулгадаг. Заряджих процессын төгсгөл гүйдлийн утга тодорхойлогдсон доод хязгаарын доор унах үед нарийн тодорхойлогдож, батарейн бүтнэд заряджих төлөвт орж, бүтнэд дүүрснийг заалдаг.

Заряджих гүйдэл (А) = (Батарейн багтаамж (А·ц) / Заряджих гүйдэл (А))

Энэ электрохимийн үйл явц нь индикаторуудын мгновен бус, харин постепенно өөрчлөгдөх шалтгааныг тайлбарлана. LED-ийн загварууд удаашрал, цэнхэрлүүрүүдийн гэрлүүрүүд өнгө солих, ухаалаг батарейн аппликешнууд төгсгөлчийн хувь хэмжээг зөвхөн төгсгөлчийн гүйдэл тогтоосон цэгт хүртэл харуулж неүүр.

3. Дрон батарейн бүрэн цэнхэрлүүрүүдийн үндсэн индикаторууд

3.1 Батарейд интегрирован LED индикаторууд

Хэрэглэгчдийн ба мэргэжлийн дронуудын ихэнх батарейн хувилбарууд нь цэнхэр ачаалалын явцагүйлзүүрт олон LED-дүүрсэн төхөөрөмжүүд юм. Ачаалал үед LED-дүүрсэн дараалалд мигралдаг, яг түүнээр цэнхэр ачаалалын түвшин дараалан өсөж буйг илтгэндэ. Батарейн бүтэн ачаалалд хүрсний дараа LED-дүүрсэн мигралдахыг больж, тогтмол гэрлэндэ. Харин тодорхой дараалал нь үйлдвэрлэгчдийн хооронд өөрчлөгдөж буй, гэтэдүүр үндсэн логика нь ижил: мигралдах — ачаалал үед, тогтмол гэрлэндэ — ачаалал дуусжээ. Энэ арга нь хялбар бөгөөд нэмэлт төхөөрөмжүүд шаарддагүй, түүнхүүн дрон платформуудын хооронд хамгийн үүндсэн ачаалалын түвшин илтгүүр юм.

3.2 Ачаалагчийн төлөвийн гэрлүүд

Зардалжуулагч нь ихэвчлэн өнгөтэй LED-ээр дамжуулан өөрийн гэсэн дүрс илрүүлгийг өгдөг. Улаан эсвэл шаргал гэрэл нь ерөнхийдөө идэвхтэй цэнэглэх, ногоон эсвэл цэнхэр гэрэл нь дууссан гэсэн үг юм. Зарим цэнэглэгч нь эсэргүүцлийн тэнцвэргүй байдал эсвэл температурын асуудал зэрэг алдааг илтгэхээр илтгэх илтгэлтэй загваруудыг ч оруулах болно. Зардалч талын үзүүлэлтүүд нь батарейн дотоод электронокиас хараат бус тул тэд зарах цикл дууссан талаар хоёрдугаар баталгааг өгдөг.

3.3 Оюуны батарейн хэрэглээ, телеметрия

ДЖИЙ, Автел, Скайдио зэрэг орчин үеийн БНХАС-ын экосистемүүд нь Батарейн удирдлагын систем (BMS) тоногтой умныхаа батарейнуудыг ашиглаж. Эдгээр системүүд хүчдэлийг, гүйдлийг, температурыг, нүүрсний тэнцвэрт байдал, цэнхэр хөлөөн батарейн бүтэн бөөрт байдал (SoC) гэдгийг бодит цагт хялбархан хяналт тавьж. БНХАС-ын хөлөөн батарейн холбогдож, заримдаа шаржингийн хүүрт холбогдож, хамтран ажиллах аппликейшн нь нарийн тоон утга харуулж, жишээ нь: 100% SoC, тус тусад нь нүүрсний хүчдэл, дулааны нөхцөл гэдгийг харуулж. Энэ арга нь цэнхэр хөлөөн батарейн бүтэн бөөрт байдалыг хамгийн нарийн үнэлж, үүнээс газар хүртэлх үйл ажиллагаанд итгэлтүүд бүхнүүд хамгийн чухал.

3.4 FPV ба хувийн бүтээлд хүчдэлийн хэмжилт

FPV-ийн нисэгчид ба хувийн БНХАС-ын платформын үйлдэлд хүчдэлийн шууд хэмжилт ашиглаж. Бүтэн цэнхэр хөлөөн батарейн нүүрсний хүчдэл 4.20 В, LiHV нүүрсний хүчдэл 4.35 В. Олон нүүрсний батарейн хүчдэл нь тус тусад нь нүүрсний хүчдлийн нийлбэр. Жишээ нь, 4 нүүрсний LiPo батарейн бүтэн цэнхэр хөлөөн батарейн хүчдэл:

4×4.20 = 16.8В

Хүчдэлийн хэмжилт нь хамгийн нарийн арга бөлгөө, гэтэл түүнд туршлага ба LiPo шалгагч эсвэл олонфункциональ хэмжигч зэрэг тохирох хэрэгсэл шребүүр.

3.5 Сонсгын эсвэл дижитал мэдээлэл

Зарим цэнхрүүлэгчид цэнхрүүлэх үед сонсгын дохио үүсгэд, умныхаа батарейн системүүд мобил төхөөрөмж рүү товчхон мэдээлэл илгээд. Эднүүд нь нэгэн зэрэг олон батарей цэнхрүүлэх үед эсвэл үйлдэгч цэнхрүүлэх станц рүү физик бүрхүүл бүрхүүл байхгүй үед тусгайгаар ашигт бөлгөө.

4. Том дрон брендүүд бүрэн цэнхрүүлснийг яаж заадаг

Ялгаатай үйлдвэрлэгчид өвөрмөц дуудлагын дүрэмжүүдийг хэрэгжүүлдэг, гэтэл үндсэн зарчим нь тогтмол байдаг. DJI-н цахилгаан хүчдүүрүүд нь ихэвчлэн цахилгаан хүчдүүр дээрх бат бүртгэлт LED дэлгэцүүд болон цахилгаан хүчдүүр шаргуулан шингээх төхөөрөмж дээрх ногоон захиалгын дэлгэцүүдийг харуулдэг, мөн DJI Fly эсвэл Pilot аппликейшн нь 100% SoC-ыг харуулдэг. Autel Robotics сүүдлүүд нь схож системийг ашигладаг, шаргуулан шингээх төхөөрөмж дээрх LED дэлгэцүүд нь төхөөрөмж дуусаж дуусгасны дараа ногоон өнгөтөй болдэг. Parrot-н цахилгаан хүчдүүрүүд нь гол төлөв LED-ийн үйлдлийн дүрэмжүүд дээр суурилдэг, мөн цахилгаан хүчдүүр дүүрч дуусгасны дараа мигрант дүрэмжүүд зогсодэг. FPV LiPo цахилгаан хүчдүүрүүд нь умныхаа оюун ухааны хэсгүүдийг гүйцэтгүүлэхгүй тул цахилгаан хүчдүүрүүдийн хүчдлийн хэмжилт дээр бүртгүүлдэг. Skydio-н цахилгаан хүчдүүрүүд нь Skydio аппликейшнтэй нягт интеграцлацдэг, дэлгэрэнгүй телеметрийн мэдээлэл болон тодорхой "Цахилгаан хүчдүүр дүүрч дуусгасан" мэдээллийг үзүүлдэг.

Эднэй ялгаатай шинж чанарууд нь нэг ижил ажилласан дотоод процесс дотор олон тооны UAV платформуудыг ажиллуулж буй үед брэндүүдийн тодорхой үйлдлийн онцлогуудыг ойлгох чухал бүрдүүлэлтийг үзүүлдэг.

5. Типичн цахилгаан хүчдүүр шаргуулан шингээх хугацаа болон түүний утга

Цэндрийн цэндрийн багтаамж, цэндрийн хүч, цэндрийн химийн бүрдэлд харгалзан цэндрийн хугацаа өөрчлөгдөнө. DJI Mini цувралын хэрэглээний дронууд нь ихэвчлэн 60–90 минут шаардуулдаг, харин Mavic 3 эсвэл Autel EVO II зэрэг мэргэжлийн системүүд нь 90–120 минут шаардуулдаг. DJI Matrice цувралын хүчтүүд батарейтай үйлдвэрлэлийн платформууд нь үндэсний хүчтүүд цэндрийн төвүүдийн тусламжтайгаар илүү хурдан цэндрийдэг, учир нь түүд нь аюулгүйхүүд өндөр гүйдэл хүртгэж чаддаг. FPV LiPo батарейт багц нь 1C хурдны дагуу ертөнхийн 30–50 минутын дотор цэндрийдэг.

Хэрэв батарей хүлээж буй хугацаанаас намайг хурдан эсвэл удаан цэндрийдэг бол, түүн дээрх хүчтүүдийн нарийн хуучирч, тэнцвэр алдаж, дулааны хязгаарлалт үүсжүүд батарейн амьдралын хүч, цэндрийн дуусалтын нарийн тодорхойлолт гэсэн шууд бүшлүүд батарейн бүхэл бүтэн байдлын шууд захиралт юм.

6. Батарей бүтнэд цэндрийдэггүй гэдгийн таних тэмдэг

Бүтэн цэнхэрлүүлэх үйлдлийн дуусаагүй байдалыг таних нь ижилхэн чухал. Хэрэв зөвхөн зарим LED дуусаагүй байхад сүүлийн LED таслалт гэрлэдэг бол батарейн бүтэн хүчлүүлэх хүчинтүүн хүртэл дуусаагүй байна. Түүнчлэн, хэрэв цэнхэрлүүлэгчийн гэрэл улаан эсвэл шаргал үлдмүүр батарейн цикл доосон байна. Умныхаа батарейн системүүдэд SoC утга 100%-аас доош — жишээ нь 97–99% — батарейн менежмент систем (BMS) температур юм уу нүүрлүүлэх тэнцвэртүүний хязгаарлалтаас шалтгаалан цэнхэрлүүлэх үйлдлийг зогсоож байхыг зааж өгөх магадлалтай. FPV системүүдэд нүүрлүүлэх хүчнүүн бүтэн нүүрлүүлэх хүчнүүнээс доош байх нь цэнхэрлүүлэх үйлдлийн дуусаагүй байдалыг баталгаажуулж, түүнчлэн тодорхойлж өгөх магадлалтай.

Зарим тохиолдолд батарейн нарийн наслалт, дотоод эсүртүүн юм уу тэнцвэртүүний алдагдлал шалтгаалан 100%-т хүрэхгүй байх магадлалтай. Эдгээр нөхцлүүд нь нэмэлт шинжилгээ шаардууд, ашиглалтанд оруулахын оронд солих шаардлагыг илтгэж өгөх магадлалтай.

7. Умныхаа батарейн цэнхэрлүүлэх үйлдлийн дуусалыг яаж тодорхойлдог

Оюуны батарей нь олон параметрүүдийг тасралтгүй үнэлдэг BMS-д тулгуурладаг. Систем нь зарах байдал, эрүүл мэндийн байдал, эсэний эрчим хүч, температур, зарах циклийг хянаж байна. Цахилгаан эрчим хүч урьдчилан тодорхойлогдсон хязгаарлагдмал хязгаарнаас доош унахад автоматаар цэнэглэх нь дуусдаг бөгөөд батарейг хэт их цэнэглэхгүй, зайлшгүй дулаан дарамтад өртөхгүй байхыг баталгаажуулдаг. Энэ автоматжуулсан зогсоолыг орчин үеийн дрон батарейг эрчим хүчтэй ачааллтай холбож үлдэх нь аюулгүй байдаг.

8. Зардалч салгасны дараа бүрэн цэнэглэсэн эсэхийг шалгах

Ашиглагч нь батарейг цэнэглэгчээс гаргасны дараа цэнэглэлийн байдлыг баталгаажуулах шаардлагатай байж болно. Үүнийг батарейн LED товчийг дарж, батарейг дрон руу оруулж, аппликейшн шалгаж, эсвэл напряжлыг шууд хэмжих замаар хийж болно. FPV нисгэгчид ээлжит LiPo шалгуурыг ашиглаж, эсийн тэнцвэр, нийт даралтыг шалгаж байдаг. Эдгээр арга нь ачааллын хэрэгсэл байхгүй үед ч найдвартай баталгаажуулалт өгдөг.

9. Цэнзүүрт цэнхэрлэлт үнэнд үндэслэгдсэн дүрэмжүүд

Цэнзүүрт цэнхэрлэлтийн үнэнд үндэслэгдсэн утга нь зөв цэнхэрлэлтийн нөхцөлд хамаарна. Батарейн цэнхэрлэлт өрөөний температурт — идэалд 20°C–25°C хооронд — хийгдэх ёстой, учир нь хэт халуун эсвэл хүйтэн температур напряж ба SOC (цэнзүүрт төлөв) тооцоог хазайтгана. Үйлдвэрлэгчийн цэнхэрлүүр ашиглах нь батарейн хими ба BMS (батарейн менежмент систем)-ийн логикт хийгдмүүрт бүтэн хармонизацийг хангана. Батарейн холбогч хэсгүүд цэвэр байх ёстой, үүнээс бүтэн биш утга үүсэх, цэнхэрлэлт бүтэн биш хийгдэх үзэлд саад болгох ёстой. Цэнхэрлэлт дуусаад батарейг 10–15 минутын хугацаанд «хүлээлт»-т байлгах нь напряжийг тогтвортой болгож, үнэнд үндэслэгдсэн утгыг сайжруулна. Сүүлд, цэнхэрлэлтийн дунд үе шатад таславчилж ашиглах нь BMS-ийн SOC-ийн утгыг бүтэн биш тооцоолохыг саад болгоно.

10. Дрон батарейн цэнхэрлэлттэй холбоотон түүншүүд

Дрон ашиглагчдын дунд хэд хэдэн домог хэвээр байна. Нэг ихээр тарагддаг буруу ойлголт бол батарейг цэнэглэгч дээр үлдээх нь түүнийг хэт их цэнэглэх болно. Өөр нэг үл ойлголт бол батарейн эрчим хүч үргэлж 100%-д хүрэх ёстой, гэхдээ 80~90%-д цэнэглэх нь амьдралын хугацааг ихээхэн уртлуулж болно, ялангуяа хадгалахын тулд. Гурав дахь буруу ойлголт бол даралт нь дангаараа зардлын байдлыг тодорхойлдог; даралт чухал боловч эсийн тэнцвэр, температур нь ижил төстэй ач холбогдолтой.

11 хүн. Батарей 100% хүртэл дуусаагүй үед асуудлыг шийдэх

Хэрэв батарейн цэнд нь тогтмол дүүрэн цэндлэхгүй бол, хэд хэдэн шалтгаан бүүр бүүр үүнийг үүсгэж болой. Нүүрлүүрт батарейн нүүрлүүртүүдийн тэнцвэр алдагдаж, түүн дээрх батарейн хуучирчихож, тэнцвэртүүдийн төлөвлөгөө зөвхөн тэнцвэртүүдийн цэндлүүрт ашиглагдаж, гэтэд хүчтэй тэнцвэртүүдийн төлөплөгөө нь устгах ёстой. Батарейн хуучирчихож, багтаамж буурж, дотоод эсүртүүд нь өсөж, дүүрэн цэндлэх нь хүнд болж ирдэг. Температур хүрээ — хэт халуун юм ли хэт хүйтэн — BMS-ийн цэндлэх процессыг үүрд үзүүрлүүрт зогсоож болой. Гэмтсэн цэндлүүртүүд юм ли боолгүй холбогдож, цэндлэх процессыг саадын үүсгэж болой. Ухаантай батарейн системд, хуучирчихож, SoC-ийн уншлуга нь үнэндүү бүүр бүүр үүсгэж болой, түүн дээрх шинэчлэлтүүд нь шаардлагатай.

12. Цэндлэх үед аюулгүй байдлын асуудал

Аюулгүй байдлын хамгаалалт илүүд чухал. Батарейг хяналтгүй цэнхэрлүүлж болмуйн, түүнд особенно FPV системд ашиглагддаг LiPo батарейг. Гал төрүүлэхгүй хайрцаг эсвэл цэнхэрлүүлэх хайрцаг нь нэмэлт хамгаалалт олгоно. Ховдойдож, үүрдүүлж бүүрт батарейг түүний гал төрүүлэх аюул их бүүрт шууд хаяж хаях ёстой. Урт хугацааны хадгалалт нь батарейн цэнхэрлүүлэлтийн түвшин 30–60% бүүрт бүүрт, хоосон бүүрт бүүрт, химийн даралтыг хориглох, батарейн үйлдлийн хугацааг уртасгахын тулд.

13. Дүгнэлт

Дрон батарей нь LED-үүд, цэнхэрлүүлэх төхөөрөмжийн гэрэл, аппликейшн доторх телеметри, хүчдэлийн хэмжилт гэх мэт захидалтүүд нь батарейн хамгийн их аюулгүй цэнхэрлүүлэлтийн түвшинд хүрснийг баталдаг үед бүрд цэнхэрлүүлсэн бүүрт. Ялгаатай дрон платформууд ялгаатай захидалтүүд ашиглаж бүүрт, түүнд үндсэн зарчимууд нь БПЛА системүүд дотор тогтмол үлдмүйн. Эднүүд захидалтүүдийн ойлголт, мөн литийн суурьт батарейн электрон-химийн үйлдлийн ойлголт нь операторуудад аюулгүй цэнхэрлүүлэх, батарейн үйлдлийн хугацааг уртасгах, итгэлтүүд нислэг үйлдлийг хангахын тулд зайлшгүй.

Дүгнэлт

Бүрэн цэнхэрлүүлсэн дрон батарейн LED дэлгэцүүд тогтвортой гэрэлтдэг, цэнхэрлүүлэгчийн гэрэл ногоон, аппликейшнд 100% уншигддэг, хүчдэл нь нүүрсний хүчдэл 4.20 В-т ойрхон байдаг. Оюунлаг батарейнууд гүйдэл доод хязгаарт хүржүүлснээс хойш автоматаар зогсдог, үүнээс шалтгаалж аюулгүй төгсгөл, тэнцвэрт нүүрснүүд, сүүлд нь онцгой нислэг үзүүлэлт ба батарейн урт үйлдэх хугацаа бүрдүүлдэг.