ड्रोन लीपो पैक्स के लिए स्मार्ट बीएमएस डिजाइन करना: टेलीमेट्री, सुरक्षा और ओटीए अपडेट

A बैटरी प्रबंधन प्रणालीइसका एक ही मतलब होता था: कोशिकाओं को आग पकड़ने से बचाना। वह अभी भी सूची में है, लेकिन औद्योगिक यूएवी अनुप्रयोगों के लिए, एक बुनियादी सुरक्षा सर्किट अब पर्याप्त नहीं है।

आधुनिक ड्रोन संचालन के लिए स्मार्ट हार्डवेयर की आवश्यकता होती है। बेड़े प्रबंधक उड़ान के बीच में लाइव बैटरी डेटा चाहते हैं। इंजीनियरों को सुरक्षा तर्क की आवश्यकता होती है जो वास्तविक दुनिया की स्थितियों पर प्रतिक्रिया करता है, न कि केवल स्थिर सीमाओं पर। और जैसे-जैसे बीएमएस फर्मवेयर परिपक्व होता है, अपडेट को सेवा से हटाए बिना तैनात पैक्स में भेजने की क्षमता एक वास्तविक परिचालन लाभ बन गई है।

ड्रोन लीपो पैक के लिए स्मार्ट बीएमएस को डिजाइन करने में क्या होता है - और प्रत्येक परत क्यों मायने रखती है, इसका कामकाजी विवरण यहां दिया गया है।

टेलीमेट्री: बैटरी टॉक बनाना

स्मार्ट बीएमएस का पहला काम डेटा संग्रह करना है। सेल-स्तरीय वोल्टेज मॉनिटरिंग नींव है - आपको केवल पैक वोल्टेज की नहीं, बल्कि व्यक्तिगत सेल रीडिंग की आवश्यकता है। एक छह-सेल लीपो पैक एक कमजोर सेल को छिपाते हुए एक स्वस्थ समग्र वोल्टेज दिखा सकता है जो लोड के तहत झुक जाएगा।

वोल्टेज से परे, एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए बीएमएस को रिपोर्ट करना चाहिए:

चार्ज की स्थिति (एसओसी) - कूलम्ब गणना प्लस वोल्टेज वक्र से गणना की जाती है, अकेले वोल्टेज से नहीं

स्वास्थ्य की स्थिति (SoH) - विभिन्न चक्रों में क्षमता फीकी ट्रैकिंग से प्राप्त होती है

तापमान - आदर्श रूप से पूरे पैक में कई सेंसर बिंदुओं से, न कि केवल आवास से

वर्तमान ड्रा - वास्तविक समय और लॉग, एयरफ्रेम या पेलोड समस्याओं के निदान के लिए उपयोगी

चक्र गणना - प्रति पैक, स्वचालित रूप से लॉग किया गया

यह डेटा CAN बस या UART के माध्यम से उड़ान नियंत्रक को स्ट्रीम करता है, और ग्राउंड स्टेशन सॉफ़्टवेयर में प्रदर्शित होता है। बेड़े के संचालन के लिए, यह बैटरी स्वास्थ्य डैशबोर्ड में फ़ीड करता है जो फ़ील्ड घटना बनने से पहले सेवा के अंत के करीब फ़्लैग पैक करता है।

टेलीमेट्री परत वह है जो लीपो बैटरी को एक पावर स्रोत से एक दस्तावेजी सेवा इतिहास वाली संपत्ति में बदल देती है।

सुरक्षा: जहां तर्क रहता है

ड्रोन बीएमएस में सुरक्षा डिज़ाइन को परिचालन व्यावहारिकता के साथ सुरक्षा को संतुलित करना होता है। सुरक्षा जो अनावश्यक रूप से बहुत आक्रामक जमीनी विमान हैं। जो सुरक्षाएँ बहुत अधिक अनुमेय हैं वे हार्डवेयर को खराब या विफल होने देती हैं।

किसी भी गंभीर यूएवी बीएमएस डिज़ाइन में मुख्य सुरक्षा:

ओवरवॉल्टेज/अंडरवोल्टेज - सेल-स्तर कटऑफ, पैक-स्तर नहीं। यह तब ट्रिगर होता है जब कोई व्यक्तिगत कोशिका निर्धारित छत या फर्श से टकराती है। ये समझौता योग्य नहीं हैं.

ओवरकरंट - निरंतर और चरम सीमा दोनों। भारी-पेलोड लिफ्टों के दौरान सर्ज करंट खींचने वाले औद्योगिक ड्रोनों को हेडरूम की आवश्यकता होती है; बीएमएस को वैध पावर स्पाइक को गलती की स्थिति से अलग करने की आवश्यकता है।

थर्मल सुरक्षा - तापमान-आधारित चार्ज और डिस्चार्ज व्युत्पन्न। जब सेल तापमान एक निर्धारित सीमा से ऊपर बढ़ जाता है, तो बीएमएस हार्ड कटऑफ तक पहुंचने से पहले उपलब्ध करंट को कम कर देता है। यह सीधे शटऑफ़ से अधिक उपयोगी है - यह विमान को अचानक बिजली काटने के बजाय लैंडिंग पूरी करने देता है।

सेल संतुलन - निष्क्रिय या सक्रिय, चार्जिंग के दौरान चालू। असंतुलित कोशिकाएँ समय से पहले LiPo क्षरण के प्राथमिक कारणों में से एक हैं। एक बीएमएस जो संतुलन नहीं बनाता है वह चक्र जीवन को खतरे में डाल रहा है।

शॉर्ट सर्किट का पता लगाना - तेजी से काम करना, रिकवरी लॉजिक के साथ वास्तविक शॉर्ट को क्षणिक गलती से अलग करना।

इनमें से प्रत्येक सुरक्षा के लिए ट्यून्ड थ्रेसहोल्ड की आवश्यकता होती है, न कि किसी संदर्भ डिज़ाइन से कॉपी किए गए डिफ़ॉल्ट की। एक औद्योगिक ड्रोन की ऑपरेटिंग प्रोफ़ाइल - पेलोड वजन, उड़ान ऊंचाई, परिवेश तापमान सीमा - को अंशांकन को संचालित करना चाहिए।

ओटीए अपडेट: डाउनटाइम के बिना फर्मवेयर

यह वह जगह है जहां स्मार्ट बीएमएस डिज़ाइन पुराने हार्डवेयर से अलग होता है। ओवर-द-एयर फर्मवेयर अपडेट सुरक्षा थ्रेशोल्ड, बैलेंसिंग एल्गोरिदम और टेलीमेट्री मापदंडों को सेवा से भौतिक रूप से पैक खींचे बिना संशोधित करने की अनुमति देता है।

बड़े बेड़े के लिए, यह महत्वपूर्ण है। पचास पैक्स पर बीएमएस फ़र्मवेयर को मैन्युअल रूप से अपडेट करने में समय लगता है और जोखिम से निपटना पड़ता है। ओटीए नियमित चार्जिंग के दौरान ड्रोन के डेटा लिंक या ग्राउंड स्टेशन कनेक्शन पर अपडेट को आगे बढ़ाता है।

यहां सुरक्षा मायने रखती है. ओटीए अपडेट पाइपलाइनों को अनधिकृत संशोधन को रोकने के लिए हस्ताक्षरित फर्मवेयर पैकेज और संस्करण सत्यापन की आवश्यकता होती है - विशेष रूप से वाणिज्यिक या विनियमित यूएवी संचालन के लिए प्रासंगिक।

Zyeबैटरी BMS डिज़ाइन तक कैसे पहुंचती है

Zyeबैटरीविशेष रूप से औद्योगिक ड्रोन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए एकीकृत स्मार्ट बीएमएस हार्डवेयर के साथ अपनी उच्च-प्रदर्शन लिथियम पॉलिमर और सॉलिड-स्टेट लिथियम-आयन यूएवी बैटरी बनाता है। इसका मतलब है कि सेल-स्तरीय टेलीमेट्री, कैलिब्रेटेड मल्टी-लेयर सुरक्षा और परिचालन आवश्यकताओं के विकसित होने पर फर्मवेयर अपडेट का समर्थन करने के लिए बनाए गए बीएमएस आर्किटेक्चर।

लक्ष्य सिर्फ एक बैटरी नहीं है जो काम करती है। यह एक ऐसी बैटरी है जो संचार करती है, बुद्धिमानी से सुरक्षा करती है, और पूरी सेवा अवधि तक चालू रहती है।