供电系统(独立能源管理)功能:存储电能并稳定分配至各子系统 组件: 能源:锂聚合物电池(主流)、氢燃料电池(长航时) 管理模块:BMS(监控电压/温度/电流) 配电:PDB(电源分配板)、降压模块(12V→5V) (一)关于电池的知识点1.电池的主要技术参数有哪些?答:总容量、容量;总电压、电压;最大放电倍率;充电倍率;重量;电池种类。 2.无人机培训中,可能涉及电池的种类,并写出其优缺点。答:锂离子:重量中、容量大、寿命短。锂铁电池:重量大、容量中、寿命长。镍氢电池:重量小、容量小、寿命中。 3.简述无人机系统用电池类型,单体电压、充放电特性、用途等?答: (1) 锂聚合物:3.7V,无记忆效应、过放胀肚、大电流放电,适用于动力电源 (2) 铅酸蓄电池:6V、12V,无记忆效应、大电流放电,廉价适用于启动电源 (3) 镍氢电池:1.2V,小记忆效应、小电流放电,适用于设备电源 (4) 镍镉电池:1.2V,强记忆效应、大电流放电,早期动力电源 (5) 干电池:1.5V,不可充电、小电流放电,临时设备电源 4.关于电池充放电,功率等计算?锂聚合物电池的基本参数有: 答:电池容量单位是mah(毫安时),电流单位是A(安培)。 S 串联:电压升高,电流不变。P 并联:电压不变,电流升高,容量增加。 最低保护电压/放电安全截止电压:3.6V/片。 标称电压:3.7V/片,(高压版 3.8V/片)。 长期储存电压/保存电压:3.85V(40%~50%)。 满电电压/充电截止电压:4.2V/片(高压版 4.35V/片)。 例1:6S 16000mah 15C电池。 答:15C的含义:最大放电电流:15×16000ma。 最大放电电流(A)=电池容量(Ah)×放电倍率(C)。 电池存放:40%~50%电量存放 3.85V×6。电池充电:以1C的电流充电(1Cx16000ma)。 6S电池是以6片3.7V的电芯串联而成。(6P电池是以6片3.7V的电芯并联而成。)串联后容量不变电压变大。(并联后容量变大电压不变)。 例2:6s1p 10000mah电池最大放电倍率20c,当两块电池并联,最大放电电流是多少安培? 答:10A×20×2=400A。 例3:一块聚合物锂电池,上面参数为6s2p 22000mah 25c 问1:该电池标称电压是多少? 答:6×3.7V=22.2V。 问2:额定功率是多少wh? 答:P=U×I=(6×3.7)×22=488.4w。 问3:该电池有多少片电芯组成? 答:该电池有12片电芯组成。 问4:该电池标称的22000mah是什么意思? 答:表示该块电池充满电时候以22000ma(22A)电流放电可以放1小时,也代表了这块电池每片电芯充满电时候每片电芯的电量是11000ma。 问5:该电池充满电时的电压是多少V? 答:6×4.2V=25.2V 问6:该电池平衡头由多少根线组成? 答:平衡头由7根线组成;平衡头线数=串联数(S)+1 问7:该电池安全充电电流怎么设置? 答:不大于1C,也就是不大于22A 例4:6S 22000mah 0.5C 充电电流和满电电压是多少? 答:充电电流:22000mah=22Ah,22×0.5=11A 满电电压:6×4.2=25.2V 例5:6S 16000mah 以0.5C放电,求功率?最大放电电流和该电池的充电时间? 答:功率:6×3.7=22.2V 16000mah=16Ah 22.2×16=355.2Wh 最大放电电流:16000mah=16Ah 16×0.5=8A 电池的充电时间:16000mah=16Ah 16÷8=2(小时) 例6:3S 2200mah 300KV的电机.求该电机在标称电压时的转速? 答:3×3.7=11.1V 11.1×300KV=3330转/分钟 例7:假设3S 2200mah用在四轴的飞行器上,四轴飞行器每个电机的平均功率为25W,求该飞行器的续航时间? 答:计算步骤如下 2200mah=2.2Ah 2.2×(3×3.7)=24.42W 24.42÷(25×4)=0.2442小时=14.6532分钟 例8:6S 22000mah电池用在六轴无人机上,每轴电机平均功率为160W,该无人机大约续航时间为多少? 答:计算如下 22000mah=22ah 6×3.7×22=488.4wh 160×6=960w 488.4÷960≈0.5h(约等于) 0.5×60=30分钟 例9:222wh的6S锂电池,剩余电量30%,用1C充电,充电电流多大,充满需要多长时间? 答:1C的充电电流:222wh÷(6S×3.7V)=10A 剩余电量为30%时的充电时长:(60÷1)×(100%~30%)=42分钟 例10:6S 16000mAh 25c 剩余电量为25%,以0.5C充电,需要多长时间?满电电压是多少? 答: (1) 充电时长 计算方式一:(60÷0.5)×(100%~25%)=90分钟=1.5小时 计算方式二:充电电流:16000mAh=16Ah 0.5C 充电电流为:0.5×16A=8A 剩余电量 25%则需要充入75%的电量,需要充入的电量=16Ah×75%=12Ah 充电时间=需要充入的电量÷充电电流 充电时间=12Ah÷8A=1.5小时=90分钟满电 (2) 满电电压 6×4.2V=25.2V 单节锂电池满电电压为4.2V 例11:使用16000mAh 6S动力电池的四旋翼稳定悬停时,单个支臂电流为10A,问理论航时为多少min?最大电压为多少?放完电后,以5A充电,理论多少h充满? 答: (1)16000mah=16ah,16÷(4×10)=0.4h,0.4×60=24min (2)最大电压为:4.2×6=25.2V (3)16000mah=16ah,16÷5=3.2h 5.解释红框内各字符的意思,并写出此电池理论的最大电流和最大功率。 答:此块电池是由6个单片电芯串联组成,标称电压22.2V,电池存储能量为355.2wh。标准电流为16000mah(16ah),最大放电倍率为15倍。 最大放电电流为16*15=240A,最大功率为P=UI=(4.2×6)×240=6048W。 附加:电池电能和电流的关系:wh=单体容量ah串联数×电池标称电压×并联数。 应对的此题为:355.2wh=16ah×6(串联数)×3.7(标称电压)×1(并联数) 6.常用锂聚合物电池在使用过程中出现电池故障的原因?答:过充、过放,高压存储,低压储存,长时间储存不保养。 7.电池鼓包的原因?答:高压存储,电池过放,电池受到破坏。 8.电池过放会有什么后果?答:电池若是在放电过程中,超过电池放电的终止电压值,还继续放电时就可能会造成电池内压升高,正、负极活性物质的可逆性遭到损坏,使电池的容量产生明显减少。 9.现有一块聚合物锂电池可能会长时间不使用,充放电至电量多少,电压多少储存合适?答:放电至剩余电量40%~50%,3.85V(保存电压)。 10.无人机电池容量范围是?电机转速范围?答:2200mah-22000mah(我们常用的电池容量范围) 电机转速范围(我们目前接触的): kv3000×11.1=33300转/分钟 kv100×22.2=2220转/分钟 11.5S电池一共有几根线?平衡头有几条线?几红几黑?答:共8条两根电源线(一红一黑)平衡头6条;1红5黑(这是一般情况下,不同厂家的电池颜色也许会有不同,但是其中有一条线颜色和其他不同) 12.一般冬天和夏天相比,我们的返航电压该怎么设置,为什么? 答:冬天的返航电压一般高于夏天,因为冬天气温低,锂电池的活性及放电能力也会降低,设置相对高的返航电压可提高安全性。假如返航电压过低的话,有可能导致突然降压引发飞行事故。 13.夏天和冬天相比哪个环境的飞行器续航时间长?不考虑电池,只考虑夏天和冬天。答:是冬天。因为冬天气温低,空气密度大,螺旋桨升力大,效率高 14.电池在低温下飞行电压差为什么那么大?答:电池中的电解液粘度随着温度的降低而增大,放电过程中锂离子迁移困难,导致内阻增大无法正常放电,从而产生电压差过大。 |