下一代无人机的锂电池和充电解决方案

     无人机驾驶飞机（UAV）行业起源于军事需求，正经历着巨大的变革，因为民用无人机已成为家庭交付的通用解决方案。如今，诸如亚马逊和沃尔玛等大型公司都使用多旋翼无人机来运送从外卖点餐到家庭用品等各种物品。由总部位于加利福尼亚的Zipline经营的固定翼无人机正用于向非洲和美国的偏远医院紧急运送血液和药品。

       民用和军事无人机应用的变化突显了无人机安全的巨大重要性，但是一直以来一个重要的专业领域没有得到重视：电池和充电。在满足电池和充电器的性能（例如：更长的使用寿命和更快的充电速度）时，电池安全性和可靠性常常被认为是次要的要求。在无人机市场发生剧变的同时，锂电池行业也见证了自己的革命。电池能量和功率密度的提高使无人机能够垂直起飞，并具有更强的续航能力。智能电池管理系统（BMS）的添加可保护电池免受短路或热失控的影响，此类系统还将电池状态传达给无人机电子设备，从而进一步改善其性能。

先进的电池技术为无人机公司提供了一系列优势，包括：

续航能力：

      电池的电化学性能决定了无人机在冷热天气下的运行能力，这对于续航能力和动力以及在不同气候区域和不同季节进行飞行的可行性至关重要。

电池健康，监视和安全警报：

      先进的电池管理系统可以提高安全性，防止重大故障甚至在空中飞行时发生热失控。而且，这种BMS可以在危险情况发展很久之前就检测出电池化学和电器异常，例如平衡不良。然后，BMS可以警告操作员，使其能够安全地离开人群。同样先进的BMS还应在电池老化的情况下发出警报，允许操作单元在影响飞行寿命和造成损坏之前将其从机队中取出。

提高安全性：

        传统的锂电池没有配备所需的电子元件以实现最佳安全性，并且通常由低质量，低成本的化学电池组成。它们可能足以进行RC模式十分钟的运作，但不足为在大城市上空飞行的货运无人机提供动力。

        电池在提高无人机安全性方面起着重要作用，带有先进设备的高端电池可提供更好的控制，这对于可能需要同时操作无人机群的现代操作员而言至关重要，有助于他们更好的控制每架无人机。一个智能的BMS在出现异常时，能够及时向大型机队的操作员提供自动警报。

        无人机制造商可以通过将这些功能强大的电池与先进的管理系统和通讯功能结合在一起，从而检查并报告电池状况和故障可能性，改善产品质量。通过使用这种能源，设计人员可以改善飞行监控和预测。

电池库存管理：

       一个操作无人驾驶飞机的中队必须管理其能量预算，因为这直接影响可用的飞行时间。这也适用于高节奏运行许多无人机的民营运输公司。此类重型任务的运营商需要提高效率，而独立的、未连接的能源是无法实现的。这些运营商还需要大量充电功能，以便在短时间内在多个位置同时为许多电池充电。

       解决这些挑战的方法是建立一个联合充电网络，该网络可以处理以下任务：管理24/7电池更换，监视公司所有地点的能源预算以及确定这些地点之间的飞行任务优先性。此外，它能够跟踪电池的老化和故障，同时支持新电池和相关设备的购买过程。

       随着无人机行业向前迈进了一大步，尽管航空电子设备，传感器、有效荷载和结构材料占据了设计的重心，但通常被忽略的电池也是改善飞行耐久性和飞行安全性的关键组件。改进的电池系统还可以减少飞机在地面上的时间，同时提高大型无人机机队的运营效率。无人机开发商和航空监管机构对机载能源系统的更多开发实践将促进无人机行业的进一步发展。