Comment utiliser le BMS sur les batteries de drones ?

Le « Smart Heart Manager » des drones : stratégies de couplage de cartes BMS et applications principales

Dans le monde des drones, leBatterieLe conseil d’administration du système de gestion (BMS) joue un rôle crucial. Comment pouvez-vous coupler et appliquer correctement une carte BMS pour votre drone ? Cet article fournira une analyse approfondie.

I. Qu'est-ce qu'une carte BMS ? Pourquoi est-ce indispensable ?

En termes simples, une carte BMS est un circuit imprimé intégré dans un système intelligent.batterie. Il surveille et gère la « santé » des batteries au lithium (généralement des batteries LiPo).

Surveillance : suivi en temps réel des tensions des cellules individuelles, des courants globaux de charge/décharge du pack et des températures.

Gestion : garantit des tensions de cellules constantes dans tout le pack via une fonctionnalité d'équilibrage, évitant ainsi l'effet du « maillon le plus faible ».

Protection : Fournit une protection contre les surcharges, les décharges excessives, les surintensités, les courts-circuits et la surchauffe ; la bouée de sauvetage empêchant les incendies, les explosions ou les dommages permanents de la batterie.

Signalisation : communique avec les contrôleurs de vol et les stations au sol via des interfaces telles que CAN, SMBus ou I2C pour signaler des données critiques telles que la capacité restante et l'état de santé.

Sans BMS, la batterie de votre drone est comme un circuit électrique domestique sans fusibles ni compteurs : dangereux et incontrôlable.

II. Comment sélectionner une carte BMS pour votre drone ?

La sélection d'une carte BMS nécessite de l'adapter aux besoins spécifiques de votre drone. Considérez ces quatre dimensions clés :

1. Basé sur l'architecture de la batterie : nombre S et nombre P

Nombre S : fait référence au nombre de cellules connectées en série dans la batterie, déterminant directement la tension totale.

Nombre de cellules parallèles (P) : fait référence au nombre de cellules connectées en parallèle, affectant la capacité totale et la capacité de décharge de la batterie. Le BMS doit résister au courant de décharge continu plus élevé résultant d’une connexion parallèle.

Stratégie de correspondance : lors de la sélection d'un BMS, il doit correspondre parfaitement au nombre S de la batterie. Choisissez un BMS avec un courant nominal approprié en fonction du courant maximum estimé à partir du compte P.

2. Basé sur les exigences actuelles : décharge continue par rapport au courant de pointe

Calculez le courant requis par votre drone sous charge maximale.

Stratégie de correspondance : le BMS sélectionné doit avoir des valeurs nominales de décharge continue et de courant de crête dépassant les exigences maximales calculées du drone, avec une marge de sécurité de 20 à 30 %. L'utilisation d'un BMS évalué uniquement à 30 A sur un drone nécessitant 60 A déclenchera une protection contre la surcharge, provoquant un arrêt et un crash inattendus.

3. Basé sur les exigences fonctionnelles : protocoles d'équilibrage et de communication

Fonction d'équilibrage : pour les drones hautes performances, l'équilibrage passif est standard dans le BMS, prolongeant ainsi la durée de vie de la batterie.

Protocole de communication : Il s'agit du langage par lequel le BMS « communique » avec le contrôleur de vol.

SMBus/I2C : courant dans les drones grand public, doté d'un protocole simple.

Bus CAN : préféré pour les drones industriels et commerciaux, offrant une forte résistance aux interférences, de longues distances de transmission et une fiabilité exceptionnelle.

Stratégie de correspondance : assurez-vous que le protocole de communication BMS est compatible avec votre système de contrôleur de vol. La plupart des contrôleurs de vol open source prennent en charge le bus CAN, ce qui en fait le choix le plus recommandé.

4. Considérations relatives à la taille et au poids : disposition de l'espace

Les drones sont extrêmement sensibles aux contraintes de poids et d’espace.

Stratégie de correspondance : donnez la priorité aux solutions BMS hautement intégrées, compactes et légères. Il doit être judicieusement positionné à l’intérieur de la batterie pour éviter de comprimer les cellules ou d’ajouter un poids excessif.

III. Scénarios pratiques pour les cartes BMS dans les applications de drones

1. Drones de photographie aérienne grand public :

Couplage : utilise généralement des batteries intelligentes encapsulées hautement intégrées. Le BMS interne est souvent 4S ou 6S, doté de fonctions de protection complètes et d'un calcul précis de capacité, communiquant avec le contrôleur de vol via des protocoles dédiés.

Application : les utilisateurs peuvent afficher les niveaux de batterie doubles avec une précision précise en temps réel via une application ou une télécommande, bénéficiant ainsi d'une gestion sécurisée de la charge et de la décharge.

2. Drones d’application de qualité industrielle (arpentage, inspection, protection des cultures) :

Configuration : En raison des durées de mission prolongées et des charges utiles lourdes, ces drones utilisent généralement des batteries de haute capacité avec des taux de décharge élevés. Le BMS doit être de qualité industrielle, prendre en charge la communication par bus CAN, avec des capacités d'équilibrage robustes et une large plage de températures de fonctionnement.

Applications :

Prédiction précise du temps de vol restant : lors d'inspections de plusieurs heures, le contrôleur de vol utilise les données BMS reçues de la station au sol pour prédire avec précision la distance de vol restante, garantissant ainsi un retour en toute sécurité à la base.

Diagnostics de santé de la batterie : les données enregistrées par le BMS permettent d'analyser la dégradation de la batterie, facilitant ainsi la maintenance prédictive pour remplacer les batteries avant que les performances ne chutent à des niveaux dangereux.

Gestion de la batterie du drone de protection des cultures : pour les opérations continues de haute intensité, l'équilibrage du BMS est essentiel pour maximiser l'utilisation de chaque cellule, prolonger la durée de vie de l'ensemble de la batterie et réduire les coûts opérationnels.

3. Drones de course :

Couplage : les drones de course recherchent des rapports puissance/poids extrêmes, utilisant généralement des batteries 4S ou 6S à haut débit. La sélection du BMS donne la priorité à une résistance interne ultra-faible et à une capacité de décharge exceptionnelle, sacrifiant parfois certaines fonctionnalités de protection pour réduire le poids.

Application : La tâche principale du BMS est de fournir une sortie de courant sans goulot d'étranglement tout en maintenant l'équilibre des cellules lors de manœuvres agressives, garantissant ainsi que la puissance ne se dégrade pas pendant des courses ne durant que quelques minutes.

IV. Résumé et recommandations

La sélection d'un BMS pour votre drone est un exercice d'équilibre technique entre performances, sécurité, longévité et coût.

Approche débutant : choisissez un BMS correspondant à la note S de votre batterie, avec une marge de courant suffisante et des fonctionnalités de protection/équilibrage de base.

Applications professionnelles : donnez la priorité à la fiabilité en sélectionnant un BMS de qualité industrielle avec communication par bus CAN. Tirez parti de ses données pour optimiser les opérations et la maintenance de la flotte.

En résumé

Bien que compacte, la carte BMS constitue le cœur intelligent du système d’alimentation d’un drone. Un couplage et une utilisation corrects améliorent non seulement la sécurité des vols, mais prolongent également la durée de vie opérationnelle et l'efficacité de votre drone. Lors de la planification de votre prochaine solution d’alimentation pour drones, accordez à ce « gestionnaire de cœur intelligent » l’attention qu’il mérite.