考慮到無人機(jī)電池和充電器對無人機(jī)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(dāng)?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(rèn)為是次要的要求。
在無人機(jī)市場發(fā)生巨大變化的同時，無人機(jī)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(jī)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(jī)電池管理系統(tǒng)(BMS)的加入可以保護(hù)電池免受短路或熱失控的影響，該系統(tǒng)還可以向無人機(jī)航空電子設(shè)備通報電池狀態(tài)，進(jìn)一步提高無人機(jī)性能。
尖端無人機(jī)電池技術(shù)現(xiàn)在為無人機(jī)公司提供了一系列優(yōu)勢，包括:耐力和機(jī)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(jī)動的能力。極端天氣條件下的操作:電池組成決定了無人機(jī)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(jī)電池健康、監(jiān)控和安全警報:先進(jìn)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(jī)安全降落在遠(yuǎn)離人群的地方。同樣先進(jìn)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(jī)群中取出。
改進(jìn)的安全
傳統(tǒng)的無人機(jī)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(yùn)送無人機(jī)。電池在提高無人機(jī)安全性方面發(fā)揮著重要作用，因為高端電池和先進(jìn)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(jī)，要求他們更好地控制每一架無人機(jī)。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(jìn)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(jī)使用，它們變得更經(jīng)濟(jì)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(bǔ)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(jī)制造商可以通過使用這些配備先進(jìn)管理系統(tǒng)和通信功能的強(qiáng)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(jìn)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(jī)鋰電池庫存的能力有關(guān)。軍事單位通常為每架無人機(jī)配備幾個備用電池，但隨著使用中的無人機(jī)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(jī)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(jī)與高操作速度。這種重型任務(wù)的運(yùn)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(yùn)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(qiáng)度和不同的工作時間支持快速或緩慢充電，并可能運(yùn)行一個機(jī)器人電池更換系統(tǒng)，自動與從任務(wù)返回的無人機(jī)一起工作。
隨著無人機(jī)行業(yè)向前邁出了一大步，仍在使用標(biāo)準(zhǔn)無人機(jī)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(jìn)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(jī)編隊的操作效率。無人機(jī)開發(fā)商和航空監(jiān)管機(jī)構(gòu)對機(jī)載能源系統(tǒng)的更多關(guān)注，預(yù)計將導(dǎo)致無人機(jī)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
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