¿Cómo utilizar BMS en baterías de drones?

El “Smart Heart Manager” de los drones: estrategias de emparejamiento de placas BMS y aplicaciones principales

En el mundo de los drones, elBateríaLa placa del sistema de gestión (BMS) juega un papel crucial. ¿Cómo puedes emparejar y aplicar correctamente una placa BMS para tu dron? Este artículo proporcionará un análisis en profundidad.

I. ¿Qué es una placa BMS? ¿Por qué es indispensable?

En pocas palabras, una placa BMS es una placa de circuito integrada dentro de un sistema inteligente.batería. Supervisa y gestiona el "estado" de los paquetes de baterías de litio (normalmente baterías LiPo).

Monitoreo: Seguimiento en tiempo real de los voltajes de las celdas individuales, las corrientes generales de carga/descarga del paquete y las temperaturas.

Gestión: garantiza voltajes de celda consistentes en todo el paquete a través de la funcionalidad de equilibrio, evitando el efecto del "eslabón más débil".

Protección: Proporciona protección contra sobrecarga, sobredescarga, sobrecorriente, cortocircuito y sobrecalentamiento: el salvavidas que previene incendios, explosiones o daños permanentes a la batería.

Señalización: se comunica con los controladores de vuelo y las estaciones terrestres a través de interfaces como CAN, SMBus o I2C para informar datos críticos como la capacidad restante y el estado de salud.

Sin un BMS, la batería de su dron es como un circuito eléctrico doméstico sin fusibles ni medidores: peligroso e incontrolable.

II. ¿Cómo seleccionar una placa BMS para su dron?

Seleccionar una placa BMS requiere adaptarla a las necesidades específicas de su dron. Considere estas cuatro dimensiones clave:

1. Basado en la arquitectura del paquete de baterías: S Count y P Count

S Count: Se refiere al número de celdas conectadas en serie dentro del paquete de baterías, determinando directamente el voltaje total.

Número de Celdas en Paralelo (P): Se refiere a la cantidad de celdas conectadas en paralelo, afectando la capacidad total y la capacidad de descarga de la batería. El BMS debe soportar la mayor corriente de descarga continua resultante de la conexión en paralelo.

Estrategia de coincidencia: al seleccionar un BMS, debe coincidir perfectamente con el recuento S de la batería. Elija un BMS con una clasificación de corriente adecuada según la corriente máxima estimada a partir del recuento P.

2. Basado en los requisitos actuales: descarga continua frente a corriente máxima

Calcule la corriente requerida por su dron bajo carga máxima.

Estrategia coincidente: el BMS seleccionado debe tener una descarga continua y corrientes máximas que excedan el requisito máximo calculado del dron, con un margen de seguridad del 20 % al 30 %. El uso de un BMS clasificado solo para 30 A en un dron que requiere 60 A activará la protección debido a la sobrecarga, lo que provocará un apagado inesperado y un choque.

3. Basado en requisitos funcionales: protocolos de equilibrio y comunicación

Función de equilibrio: para drones de alto rendimiento, el equilibrio pasivo es estándar en BMS, lo que prolonga la vida útil de la batería.

Protocolo de comunicación: este es el lenguaje a través del cual el BMS se “comunica” con el controlador de vuelo.

SMBus/I2C: común en drones de consumo, con un protocolo simple.

Bus CAN: preferido para drones industriales y comerciales, ya que ofrece una fuerte resistencia a las interferencias, largas distancias de transmisión y una confiabilidad excepcional.

Estrategia coincidente: asegúrese de que el protocolo de comunicación BMS sea compatible con su sistema de controlador de vuelo. La mayoría de los controladores de vuelo de código abierto admiten bus CAN, lo que la convierte en la opción más recomendada.

4. Consideraciones de tamaño y peso: distribución del espacio

Los drones son extremadamente sensibles a las limitaciones de peso y espacio.

Estrategia coincidente: priorizar soluciones BMS altamente integradas, compactas y livianas. Debe ubicarse inteligentemente dentro del paquete de baterías para evitar comprimir las celdas o agregar peso excesivo.

III. Escenarios prácticos para placas BMS en aplicaciones de drones

1. Drones de fotografía aérea de consumo:

Emparejamiento: normalmente utiliza baterías inteligentes encapsuladas y altamente integradas. El BMS interno suele ser 4S o 6S, presenta funciones de protección integrales y cálculo de capacidad preciso, y se comunica con el controlador de vuelo a través de protocolos dedicados.

Aplicación: Los usuarios pueden ver los niveles de batería dual con precisión en porcentaje en tiempo real a través de una aplicación o control remoto, disfrutando de una gestión segura de carga y descarga.

2. Drones de aplicación de grado industrial (topografía, inspección, protección de cultivos):

Configuración: debido a la duración prolongada de las misiones y las cargas útiles pesadas, estos drones suelen emplear paquetes de baterías de alta capacidad con altas tasas de descarga. El BMS debe ser de calidad industrial, compatible con la comunicación por bus CAN, con capacidades de equilibrio sólidas y un amplio rango de temperaturas de funcionamiento.

Aplicaciones:

Predicción precisa del tiempo de vuelo restante: durante las inspecciones que duran varias horas, el controlador de vuelo utiliza los datos BMS recibidos de la estación terrestre para predecir con precisión el rango de vuelo restante, garantizando un regreso seguro a la base.

Diagnóstico del estado de la batería: los datos registrados en BMS permiten el análisis de la degradación de la batería, lo que facilita el mantenimiento predictivo para reemplazar las baterías antes de que el rendimiento disminuya a niveles peligrosos.

Gestión de baterías de drones de protección de cultivos: para operaciones continuas de alta intensidad, el equilibrio de BMS es fundamental para maximizar la utilización de cada celda, extender la vida útil de todo el paquete de baterías y reducir los costos operativos.

3. Drones de carreras:

Emparejamiento: Los drones de carreras persiguen relaciones extremas entre potencia y peso, y normalmente utilizan baterías de alta velocidad 4S o 6S. La selección de BMS prioriza una resistencia interna ultrabaja y una capacidad de descarga excepcional, sacrificando a veces algunas características de protección para reducir el peso.

Aplicación: La tarea principal del BMS es ofrecer una salida de corriente sin cuellos de botella y al mismo tiempo mantener el equilibrio de las celdas durante maniobras agresivas, garantizando que la potencia no se degrade durante carreras que duran apenas unos minutos.

IV. Resumen y recomendaciones

Seleccionar un BMS para su dron es un acto de equilibrio técnico entre rendimiento, seguridad, longevidad y costo.

Enfoque para principiantes: elija un BMS que coincida con la clasificación S de su batería, con un amplio margen de corriente y funciones básicas de protección/equilibrio.

Aplicaciones profesionales: Priorice la confiabilidad seleccionando BMS de grado industrial con comunicación de bus CAN. Aproveche sus datos para optimizar las operaciones y el mantenimiento de la flota.

En resumen

Aunque compacta, la placa BMS sirve como núcleo inteligente del sistema de energía de un dron. Emparejarlo y utilizarlo correctamente no solo mejora la seguridad del vuelo, sino que también extiende la vida útil operativa y la eficiencia de su dron. Cuando planifique su próxima solución de energía para drones, preste a este “administrador de corazón inteligente” la atención que merece.