關(guān)于無人機(jī)電池的探討

摘 要：隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，無人機(jī)這種新型科技逐漸進(jìn)入我們的視野。無人駕駛飛機(jī)簡稱‘無人機(jī)，英文簡寫“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操控的不載人飛機(jī)，或者由車載計算機(jī)完全地或間歇地自主地操作。從技術(shù)角度定義可以分為：無人直升機(jī)、無人固定翼機(jī)、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機(jī)這幾大類。無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域無疑是非常廣闊的，譬如在民用領(lǐng)域可用于地質(zhì)勘探、災(zāi)害監(jiān)測、地圖測繪、農(nóng)藥噴灑、通信中樞等，一般的無人機(jī)主要用于航拍、航測、航飛服務(wù)、遙感等。無人機(jī)屬于精密器械，任何部件微小的變動都會影響整臺設(shè)備的飛行狀態(tài)和使用壽命。無人機(jī)電池作為整臺設(shè)備最主要的部件，如何正確的進(jìn)行日常檢測及保養(yǎng)就成了重中之重。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)電池;安全;保養(yǎng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.109

1 簡述無人機(jī)所使用的電池

近年來，無人機(jī)電池自燃導(dǎo)致用戶財產(chǎn)甚至生命安全受到威脅的事件屢見不鮮。眾所周知，無人機(jī)電池多使用聚合物鋰電池：鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，而且可以進(jìn)行充電，而且還有著自放電率極低、放電電壓平緩等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用在了眾多電子產(chǎn)品中。一般的鋰電池充電周期在300到500個之間，這也取決于無人機(jī)的使用頻率、電池質(zhì)量及如何維護(hù)。而聚合物鋰電池和普通的鋰電池有所不同，聚合物鋰電池在相同容量下能量密度更高，重量更輕，使用周期也會更長，更加貼合無人機(jī)的使用需要。另一方面無人機(jī)對于電池功率的要求特別高，當(dāng)從懸停狀態(tài)迅速提高油門到最高速度，電池功率會迅速提高，短時間內(nèi)幾倍的功率提高，只有聚合物鋰離子電池能夠滿足。實際上18650電池通過串并聯(lián)也能達(dá)到這樣的要求，特斯拉汽車的電池就是7000多塊18650電池串并聯(lián)在一起，從而能夠承受瞬間的大功率需求，7000多塊的重量在無人機(jī)上明顯不合適。因此，從性能上來說，只有聚合物鋰離子電池能夠滿足無人機(jī)的使用需求。不過，聚合物鋰離子電池也并不是絕對安全的。比如大疆一塊5800mah的電池，容納的能量達(dá)到89Wh之多，一款20000mah的充電寶容納的能量一般只有70Wh出頭，而這樣一塊5800mah的電池只能支撐30分鐘的飛行時間，可以想象對電池的壓力有多大，聚合物鋰離子電池長期在這種工作環(huán)境下，電池?fù)p耗非?？?，并且短時間內(nèi)快速放電也會導(dǎo)致電池溫度快速升高，這些都使得無人機(jī)電池需要更進(jìn)一步的安全保護(hù)。無人機(jī)電池為了保護(hù)電池長時間的工作安全設(shè)置了一套電源管理系統(tǒng)，這套電源管理系統(tǒng)可以對電池進(jìn)行充放電保護(hù)，能夠始終讓電池工作在安全的范圍內(nèi)。其次如果電池長時間滿電擱置會對電池壽命產(chǎn)生很大的影響，電源管理系統(tǒng)有電池存儲自放電保護(hù)，長時間擱置情況下能夠自動放電，延長電池的使用時間。這一套技術(shù)，有點類似特斯拉電源管理系統(tǒng)的精簡版。聚合物鋰電池的優(yōu)點如此之多，它的價格也非常高昂，一塊5000多毫安的聚合物電池大概在1000元左右，是消費級無人機(jī)電池的最優(yōu)之選。

2 無人機(jī)電池的維護(hù)與保養(yǎng)

只有在地面上做好了相對齊全的準(zhǔn)備工作，才能保證無人機(jī)在飛行過程中的飛行安全。無人機(jī)電池的維護(hù)與保養(yǎng)直接關(guān)系到整個無人機(jī)飛行工作能否安全的開展。

（1）電池不能滿電保存，滿電狀態(tài)下的電池化學(xué)性質(zhì)極其活躍，不能滿電保存超過3天，如果電池超過一個星期不放電，就存在電池鼓包的風(fēng)險，有些電池可能暫時不會鼓，但幾次滿電保存后，電池還是很有可能會直接報廢。因此，使用者應(yīng)在無人機(jī)使用之前充好電。若無人機(jī)充電后未使用，充滿后3天內(nèi)應(yīng)將電池內(nèi)電量釋放到存儲電量。如三個月內(nèi)未使用電池，應(yīng)將電池充放電一次后繼續(xù)保存，這樣可以延長電池壽命，降低使用成本。

（2）電池一定要放置在妥當(dāng)?shù)奈恢茫乐闺姵赝馄な軗p。電池的外皮是防止電池爆炸和漏液起火的重要結(jié)構(gòu)，電池的外皮破損將會直接導(dǎo)致電池起火或爆炸。電池一定要輕拿輕放，在無人機(jī)上固定電池時，扎帶要扎緊。因為電池會有可能在無人機(jī)做大動作飛行或摔機(jī)時，因為扎帶不緊而甩出，這樣也很容易造成電池外皮破損。

3 結(jié)語

以上根據(jù)具體事例講述了無人機(jī)電池在使用過程中，維護(hù)保養(yǎng)工作的重要性。長期從事無人機(jī)行業(yè)的工作者都知道，這是一個在外人眼里光鮮亮麗，實則枯燥乏味的工作，尤其是飛行以外的保養(yǎng)工作。如果僅靠個人的興趣和自覺，是很難日復(fù)一日，年復(fù)一年的堅持做好維護(hù)無人機(jī)的工作的。為了避免長時間重復(fù)工作造成的懈怠，制做一套嚴(yán)格的、方便操作的維護(hù)流程和強(qiáng)化自身的責(zé)任心缺一不可?，F(xiàn)在市場上已經(jīng)或多或少出現(xiàn)了一些智能電池充電盒，這種充電盒可以方便快捷的為無人機(jī)電池做好保養(yǎng)維護(hù)工作，極大的節(jié)省了使用者的時間與精力。但是這種設(shè)計有一定的局限性。相信在以后的發(fā)展中，會有越來越多的人才把目光投入到這個市場上來。套用一句流行的廣告詞就是：三分用，七分養(yǎng)。無人機(jī)的每一次華麗升空，平穩(wěn)降落的背后，都離不開使用者細(xì)致入微的檢查和堅持不懈的維護(hù)。如同一場出色的表演，必定凝結(jié)著臺下苦練基本功的汗水，才能換來臺上精彩的瞬間。正所謂“臺上一分鐘，臺下十年功”。要想讓自己的無人機(jī)能夠在更加廣闊的天空里飛翔，我們就要沉下心來，認(rèn)真仔細(xì)的做好無人機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]史超禮.航空概論[M].北京：國防工業(yè)出版社，1978.

[2]謝礎(chǔ).航空知識[M].北京：航空知識雜志社，2003.

作者簡介：劉誠（1984-），男，山東沂南人，本科，助理工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。