ఏరియల్ రోబోట్‌ల కోసం లిథియం బ్యాటరీల రూపకల్పన: స్కేల్ వద్ద భద్రత మరియు విశ్వసనీయత

ఏరియల్ రోబోట్‌లు హార్డ్‌వేర్‌ను క్షమించవు. ఎత్తులో ఏదైనా విఫలమైనప్పుడు - మోటారు, సెన్సార్, నావిగేషన్ సిస్టమ్ - విమానం క్రిందికి వస్తుంది. బ్యాటరీ విఫలమైనప్పుడు, ప్రతిదీ డౌన్ అవుతుంది. ఆ అసమానత ఎంత తీవ్రంగా ఉంటుందిలిథియం బ్యాటరీUAV అప్లికేషన్‌ల కోసం డిజైన్ ఉండాలి మరియు ఇది ఆపరేషన్స్ స్కేల్‌గా మరింత పర్యవసానంగా మారుతుంది.

వందలాది యూనిట్లు, వేలాది విమాన గంటలు మరియు టెస్ట్ బెంచ్‌ను పోలి ఉండని నిజమైన ఆపరేటింగ్ పరిసరాలలో విశ్వసనీయంగా పనిచేసే బ్యాటరీని నిర్మించడం కంటే ప్రోటోటైప్‌లో పనిచేసే బ్యాటరీని రూపొందించడం భిన్నమైన సవాలు. ఆ ఇంజనీరింగ్ సమస్య వాస్తవానికి ఎలా ఉంటుందో ఇక్కడ ఉంది.

సేఫ్టీ ఆర్కిటెక్చర్ లేయర్డ్‌గా ఉండాలి

ఒకే రక్షణ సర్క్యూట్ భద్రతా వ్యవస్థ కాదు. ఇది చివరి ప్రయత్నం.

నమ్మదగిన లిథియం బ్యాటరీ డిజైన్వైమానిక రోబోట్‌లు లేయర్డ్ ప్రొటెక్షన్‌ను ఉపయోగిస్తాయి - ప్రతి క్యాచ్ వైఫల్యం మోడ్‌లను ఇతరులు మిస్ చేసే బహుళ స్వతంత్ర విధానాలు. నిర్మాణం సాధారణంగా ఇలా కనిపిస్తుంది:

కణ-స్థాయి రక్షణ మొదట వస్తుంది. గట్టి తయారీ సహనంతో నాణ్యమైన సెల్ ఎంపిక అంతర్గత కణ లోపాల సంభావ్యతను తగ్గిస్తుంది, వాస్తవం తర్వాత ఏ BMS భర్తీ చేయలేనిది. ఇది అన్నిటికీ అప్‌స్ట్రీమ్.

బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థ (BMS)తర్కం నిజ-సమయ పర్యవేక్షణ మరియు క్రియాశీల జోక్యాన్ని నిర్వహిస్తుంది - ఓవర్ వోల్టేజ్, అండర్ వోల్టేజ్, ఓవర్ కరెంట్, షార్ట్ సర్క్యూట్ మరియు థర్మల్ థ్రెషోల్డ్‌లు. UAV అప్లికేషన్‌ల కోసం, BMS దూకుడు యుక్తుల సమయంలో నిజమైన లోపం మరియు చట్టబద్ధమైన అధిక-కరెంట్ డిమాండ్ మధ్య తేడాను గుర్తించాలి. విమానం మధ్యలో పవర్‌ను తగ్గించే తప్పుడు పాజిటివ్‌లు తప్పిన లోపాల వలె ప్రమాదకరమైనవి.

సిస్టమ్-స్థాయి భద్రతలు — ఫ్లైట్ కంట్రోలర్‌తో బ్యాటరీ ఎలా కలిసిపోతుంది, ఫాల్ట్ డేటా ఎలా కమ్యూనికేట్ చేయబడుతుంది, BMS ఒక క్రమరాహిత్యాన్ని గుర్తించినప్పుడు ఎలా గ్రేస్‌ఫుల్ డిగ్రేడేషన్ నిర్వహించబడుతుంది — చిత్రాన్ని పూర్తి చేయండి. సెల్ కెమిస్ట్రీ ఎంత బాగున్నప్పటికీ, నిశ్శబ్దంగా విఫలమయ్యే బ్యాటరీ డిజైన్ వైఫల్యం.

స్కేల్ వద్ద విశ్వసనీయతకు నాణ్యత మాత్రమే కాదు, స్థిరత్వం అవసరం

పరీక్షలో బాగా పనిచేసే లిథియం పాలిమర్ బ్యాటరీ మంచి ప్రోటోటైప్ ఫలితం. 500 యూనిట్ల ఉత్పత్తిలో నిలకడగా పని చేసే బ్యాటరీ ఒక తయారీ సాధన.

సెల్ మ్యాచింగ్ అంటే ఇది వాస్తవమైనది. ఒకే ఉత్పత్తి బ్యాచ్ నుండి వ్యక్తిగత లిథియం కణాలు సామర్థ్యం, ​​అంతర్గత నిరోధకత మరియు స్వీయ-ఉత్సర్గ రేటులో మారుతూ ఉంటాయి. బహుళ-కణ UAV ప్యాక్‌లో, సరిపోలని కణాలు అసమతుల్యతను సృష్టిస్తాయి, అది క్షీణతను వేగవంతం చేస్తుంది, సమర్థవంతమైన సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు చెత్త సందర్భాలలో స్థానికీకరించిన ఉష్ణ ఒత్తిడిని సృష్టిస్తుంది.

ఏరియల్ రోబోట్ బ్యాటరీ ఉత్పత్తిని స్కేలింగ్ చేసే తయారీదారులకు గట్టి ఇన్‌కమింగ్ సెల్ ఇన్‌స్పెక్షన్, ప్యాక్ అసెంబ్లీకి ముందు సరిపోలిన గ్రూపింగ్ మరియు ప్రతి యూనిట్ స్పెక్‌ని నిర్ధారించే పోస్ట్-అసెంబ్లీ ధ్రువీకరణ అవసరం - బ్యాచ్ సగటు మాత్రమే కాదు.

ఈ క్రమశిక్షణ ఖరీదైనది మరియు సమయం తీసుకుంటుంది. ఇది నమూనాల కోసం రూపొందించిన బ్యాటరీల నుండి స్కేల్ కోసం రూపొందించిన బ్యాటరీలను వేరు చేస్తుంది.

స్కేల్ వద్ద థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ ఐచ్ఛికం కాదు

వేడి అనేది లిథియం కెమిస్ట్రీ యొక్క అధోకరణం యొక్క ప్రాధమిక త్వరణం. చిన్న వాల్యూమ్‌లలో, థర్మల్ సమస్యలు నిర్వహించబడతాయి - వేడిగా ఉండే వ్యక్తిగత ప్యాక్ ఫ్లాగ్ చేయబడుతుంది మరియు పరిశోధించబడుతుంది. స్కేల్ వద్ద, దైహిక ఉష్ణ సమస్యలు విమానాల విశ్వసనీయత సమస్యగా మారతాయి, ఇది నిర్ధారించడం మరియు పరిష్కరించడం చాలా కష్టం.

వైమానిక రోబోట్‌ల కోసం బ్యాటరీ రూపకల్పన పూర్తి ఉష్ణ చక్రాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి: అధిక-ఉత్సర్గ విమానంలో ఉత్పన్నమయ్యే వేడి, మిషన్‌ల మధ్య నిల్వ సమయంలో అవశేష వేడి, ఛార్జింగ్ నుండి థర్మల్ లోడ్ మరియు విస్తరణ ప్రాంతాలలో పరిసర ఉష్ణోగ్రత వైవిధ్యం.

అంటే అనుకూలమైన ఉష్ణ ప్రవర్తనతో సెల్ కెమిస్ట్రీలను ఎంచుకోవడం, వేడిని వెదజల్లడాన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని ప్యాక్ ఎన్‌క్లోజర్‌లను రూపొందించడం మరియు సాంప్రదాయిక ల్యాబ్ డిఫాల్ట్‌ల కంటే నిజమైన ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులకు క్రమాంకనం చేయబడిన BMS ఉష్ణోగ్రత థ్రెషోల్డ్‌లను పేర్కొనడం. సాలిడ్-స్టేట్ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ఇక్కడ చాలా సందర్భోచితంగా ఉన్నాయి - సాంప్రదాయ LiPo కెమిస్ట్రీతో పోలిస్తే వాటి మెరుగైన ఉష్ణ స్థిరత్వం అధిక డ్యూటీ సైకిల్స్‌లో కష్టతరమైన విశ్వసనీయత సమస్యలలో ఒకదాన్ని పరిష్కరిస్తుంది.

డాక్యుమెంటేషన్ మరియు సర్టిఫికేషన్ చాలా మంది ఇంజనీర్లు ఒప్పుకోవాలనుకునే దానికంటే ముఖ్యమైనవి

స్కేల్ వద్ద భద్రత మరియు విశ్వసనీయతకు ట్రేస్బిలిటీ అవసరం. ఫీల్డ్‌లో ప్యాక్ విఫలమైనప్పుడు, అది ఏ సెల్ బ్యాచ్ నుండి వచ్చింది, దాని ఛార్జ్ హిస్టరీ ఎలా ఉంది మరియు ఫెయిల్యూర్ మోడ్ ఇంతకు ముందు చూసిన దానితో సరిపోలుతుందో లేదో మీరు తెలుసుకోవాలి. స్వచ్ఛమైన ఇంజనీరింగ్ బృందాలు తరచుగా తక్కువ పెట్టుబడి పెట్టే లాగింగ్, డాక్యుమెంటేషన్ మరియు నాణ్యత నిర్వహణ మౌలిక సదుపాయాలు దీనికి అవసరం.

UN38.3 సర్టిఫికేషన్, IEC 62133 సమ్మతి మరియు కఠినమైన అంతర్గత QC డాక్యుమెంటేషన్ పేపర్‌వర్క్ ఓవర్‌హెడ్ కాదు. వారు సమస్యలను నిర్ధారించడానికి, డిజైన్‌లను మెరుగుపరచడానికి మరియు కస్టమర్‌లు, బీమా సంస్థలు మరియు నియంత్రణదారులకు భద్రతను ప్రదర్శించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతించే సాక్ష్యం.

ఈ సమస్యకు ZYEBATTERY యొక్క విధానం

ఏరియల్ రోబోట్‌ల కోసం లిథియం బ్యాటరీలను స్కేల్‌లో డిజైన్ చేయడం సరిగ్గా సమస్యZYEBATTERYపరిష్కరించడానికి నిర్మించబడింది. అధిక-పనితీరు గల లిథియం పాలిమర్ మరియు సాలిడ్-స్టేట్ లిథియం-అయాన్ UAV బ్యాటరీలు, లేయర్డ్ ప్రొటెక్షన్ ఆర్కిటెక్చర్, టైట్ సెల్ మ్యాచింగ్ మరియు ఫ్లీట్-స్కేల్ విశ్వసనీయత వాస్తవానికి అవసరమయ్యే తయారీ అనుగుణ్యతతో రూపొందించబడ్డాయి.

భద్రత అనేది చివరలో జోడించబడిన ఫీచర్ కాదు. ఇది నుండి డిజైన్ పరిమితిమొదటి సెల్ ఎంపిక నిర్ణయంముందుకు.