考慮到無人機電池和充電器對無人機安全的巨大重要性，一個重要的專業(yè)領(lǐng)域并沒有得到適當?shù)年P(guān)注。在解決電池和充電器的性能要求時，如更長的任務(wù)續(xù)航時間和更快的充電速度，電池的安全性和可靠性往往被認為是次要的要求。
在無人機市場發(fā)生巨大變化的同時，無人機鋰電池行業(yè)也經(jīng)歷了一場革命。電池能量和功率密度的提高使無人機能夠垂直起飛，并具有更長的續(xù)航時間和航程。智能無人機電池管理系統(tǒng)(BMS)的加入可以保護電池免受短路或熱失控的影響，該系統(tǒng)還可以向無人機航空電子設(shè)備通報電池狀態(tài)，進一步提高無人機性能。
尖端無人機電池技術(shù)現(xiàn)在為無人機公司提供了一系列優(yōu)勢，包括:耐力和機動:電池的電化學(xué)性能決定了車輛的耐力和執(zhí)行快速躲避機動的能力。極端天氣條件下的操作:電池組成決定了無人機在寒冷和炎熱天氣下操作的能力，這對在不同氣候地區(qū)和不同季節(jié)執(zhí)行飛行的耐力、動力和可行性至關(guān)重要。
無人機電池健康、監(jiān)控和安全警報:先進的電池管理系統(tǒng)可以提高任務(wù)安全性，防止關(guān)鍵故障甚至在空中熱失控。此外，這種BMS可以在危險情況出現(xiàn)之前就檢測出電池的化學(xué)和電氣異常，比如平衡不良。BMS可以向操作員發(fā)出警報，使飛機安全降落在遠離人群的地方。同樣先進的BMS還應(yīng)在電池老化的情況下提供警報，允許操作單元在電池影響飛行耐力和造成損壞之前將其從機群中取出。
改進的安全
傳統(tǒng)的無人機鋰電池沒有配備最佳安全所需的電子元件，通常由低質(zhì)量、低成本的電化學(xué)電池組成。它們可能足夠RC模型10分鐘的出擊，但不足以驅(qū)動一架在大城市上空飛行的貨物運送無人機。電池在提高無人機安全性方面發(fā)揮著重要作用，因為高端電池和先進電子設(shè)備提供了更好的控制，這對現(xiàn)代操作員來說是必不可少的，可能需要同時操作一批無人機，要求他們更好地控制每一架無人機。智能BMS將能夠為無法注意到異常情況的大型車隊的操作員提供自動警報。配備BMS的先進電池可以為操作人員提供高度關(guān)鍵的數(shù)據(jù)。這些系統(tǒng)的尺寸已被最小化，使它們適合無人機使用，它們變得更經(jīng)濟可行。BMS可以輸出循環(huán)次數(shù)、電池的剩余容量和健康狀態(tài)，同時彌補極端溫度或過度使用等問題。這些電池也支持通用通信協(xié)議。無人機制造商可以通過使用這些配備先進管理系統(tǒng)和通信功能的強大電池來顯著改善他們的產(chǎn)品，這些電池可以檢查和報告電池狀況和潛在故障。利用這種能量源，設(shè)計者可以改進飛行監(jiān)控和預(yù)測。
電池庫存管理
另一個關(guān)鍵但有前途的問題與BMS通過自動化指揮和控制系統(tǒng)管理廣泛無人機鋰電池庫存的能力有關(guān)。軍事單位通常為每架無人機配備幾個備用電池，但隨著使用中的無人機數(shù)量不斷上升，對能源預(yù)算和電池庫存的有效管理的真正需求已經(jīng)出現(xiàn)。操控一群無人機的中隊必須管理自己的能量預(yù)算，因為這直接影響到可用的飛行時間。這也適用于一個民用交付公司，操作許多無人機與高操作速度。這種重型任務(wù)的運營商需要提高效率，而這是無法通過獨立、不連接的能源實現(xiàn)的。這些運營商還需要大規(guī)模充電能力，以便在多個地點和短時間內(nèi)同時為多個電池充電。這些挑戰(zhàn)的解決方案是一個聯(lián)合充電網(wǎng)絡(luò)，可以處理諸如管理24/7電池更換、監(jiān)控所有公司地點的能源預(yù)算，以及在這些地點之間優(yōu)先安排飛行任務(wù)等任務(wù)。此外，它應(yīng)該能夠跟蹤老化和故障電池，同時支持新電池和相關(guān)設(shè)備的購買過程。該網(wǎng)絡(luò)將根據(jù)任務(wù)強度和不同的工作時間支持快速或緩慢充電，并可能運行一個機器人電池更換系統(tǒng)，自動與從任務(wù)返回的無人機一起工作。
隨著無人機行業(yè)向前邁出了一大步，仍在使用標準無人機鋰電池的制造商應(yīng)該記住，盡管航空電子設(shè)備、傳感器、有效載荷和結(jié)構(gòu)材料占據(jù)了大部分的設(shè)計重點，但電池往往被忽視，也是可能顯著提高飛行耐力和飛行安全的關(guān)鍵組成部分。改進后的電池系統(tǒng)還可能大幅減少空中飛行器在地面上的時間，同時提高大型無人機編隊的操作效率。無人機開發(fā)商和航空監(jiān)管機構(gòu)對機載能源系統(tǒng)的更多關(guān)注，預(yù)計將導(dǎo)致無人機行業(yè)的進一步發(fā)展。
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