關于無人機電池的探討

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

關鍵詞：無人機電池;安全;保養

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

1 簡述無人機所使用的電池

近年來，無人機電池自燃導致用戶財產甚至生命安全受到威脅的事件屢見不鮮。眾所周知，無人機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極材料、使用非水電解質溶液的電池。鋰離子電池不含有金屬態的鋰，而且可以進行充電，而且還有著自放電率極低、放電電壓平緩等優點，因而廣泛應用在了眾多電子產品中。一般的鋰電池充電周期在300到500個之間，這也取決于無人機的使用頻率、電池質量及如何維護。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，更加貼合無人機的使用需要。另一方面無人機對于電池功率的要求特別高，當從懸停狀態迅速提高油門到最高速度，電池功率會迅速提高，短時間內幾倍的功率提高，只有聚合物鋰離子電池能夠滿足。實際上18650電池通過串并聯也能達到這樣的要求，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境下，電池損耗非?？?，并且短時間內快速放電也會導致電池溫度快速升高，這些都使得無人機電池需要更進一步的安全保護。無人機電池為了保護電池長時間的工作安全設置了一套電源管理系統，這套電源管理系統可以對電池進行充放電保護，能夠始終讓電池工作在安全的范圍內。其次如果電池長時間滿電擱置會對電池壽命產生很大的影響，電源管理系統有電池存儲自放電保護，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，有點類似特斯拉電源管理系統的精簡版。聚合物鋰電池的優點如此之多，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，是消費級無人機電池的最優之選。

2 無人機電池的維護與保養

只有在地面上做好了相對齊全的準備工作，才能保證無人機在飛行過程中的飛行安全。無人機電池的維護與保養直接關系到整個無人機飛行工作能否安全的開展。

（1）電池不能滿電保存，滿電狀態下的電池化學性質極其活躍，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，使用者應在無人機使用之前充好電。若無人機充電后未使用，充滿后3天內應將電池內電量釋放到存儲電量。如三個月內未使用電池，應將電池充放電一次后繼續保存，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的位置，防止電池外皮受損。電池的外皮是防止電池爆炸和漏液起火的重要結構，電池的外皮破損將會直接導致電池起火或爆炸。電池一定要輕拿輕放，在無人機上固定電池時，扎帶要扎緊。因為電池會有可能在無人機做大動作飛行或摔機時，因為扎帶不緊而甩出，這樣也很容易造成電池外皮破損。

3 結語

以上根據具體事例講述了無人機電池在使用過程中，維護保養工作的重要性。長期從事無人機行業的工作者都知道，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工作。如果僅靠個人的興趣和自覺，是很難日復一日，年復一年的堅持做好維護無人機的工作的。為了避免長時間重復工作造成的懈怠，制做一套嚴格的、方便操作的維護流程和強化自身的責任心缺一不可?，F在市場上已經或多或少出現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電池做好保養維護工作，極大的節省了使用者的時間與精力。但是這種設計有一定的局限性。相信在以后的發展中，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。無人機的每一次華麗升空，平穩降落的背后，都離不開使用者細致入微的檢查和堅持不懈的維護。如同一場出色的表演，必定凝結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能夠在更加廣闊的天空里飛翔，我們就要沉下心來，認真仔細的做好無人機的維護保養工作。

參考文獻：

[1]史超禮.航空概論[M].北京：國防工業出版社，1978.

[2]謝礎.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。