昨天在机场高速上刚刚经历了一次电动汽车的异常掉电故障,一秒之内,动力电池的电量从25%瞬间降到了0%。在路边的寒风中等待拖车时,开启了这篇话题……
低温是电池的天敌。在低温环境下,无论是汽车电池还是无人机电池,电池的性能会受到显著影响。电动汽车故障,尚且可以在路边等待拖车,无人机的电池出现故障,可能就是一起代价不菲的炸机事故。
因此,了解低温如何影响电池以及相应的应对措施,对于保障无人机的安全飞行和延长电池使用寿命至关重要。
1.电池容量降低
低温会使电池内部化学反应速率大幅减慢。电池充放电依靠离子在电极材料与电解液之间的迁移和反应来实现,而低温导致参与反应的离子活性显著下降,迁移速率降低,能够发生反应的物质总量减少,从而使电池容量明显降低。例如,原本在常温下能提供一定电量支持无人机飞行较长时间的电池,在低温时电量会快速消耗,飞行时间大打折扣。
2.电池内阻增大
低温时电解液黏度增加,离子在其中移动受到更大阻力,同时电极材料导电性变差,这些因素共同导致电池内阻增大。内阻增大意味着在电池放电过程中,电流通过内阻会消耗更多电能并产生热量,进一步降低电池输出效率,还可能因发热影响电池安全性和使用寿命。比如,内阻增大可能使电池在工作时温度异常升高,对电池内部结构造成损害。
3.充电能力受限
低温下电池充电接受能力变差,锂离子在电极材料中的嵌入过程困难,容易在电极表面堆积形成锂枝晶。锂枝晶不仅会破坏电极结构,降低电池容量和循环寿命,严重时还可能刺穿隔膜引发内部短路。此外,为保障安全,电池管理系统会在低温时限制充电电流,导致充电速度极为缓慢。
1.电池预热
室内预热:在使用电池前,将其放置在温暖的室内(15 - 25 摄氏度)数小时,让电池温度自然上升。但要注意不能直接接触热源,防止局部过热。例如,可将电池放在远离取暖设备发热部位的地方,利用室内环境温度使其均匀受热。
使用预热器:采用专门的电池预热器能快速将电池温度提升到合适范围,一般预热到 20 摄氏度左右较为适宜。这样可有效激活电池内部化学反应,提升性能,减少因低温对飞行的不利影响。
2.飞行过程中
合理规划飞行时间:由于冬季电池续航能力下降,通常只有常温下的 60% - 70%。所以飞手需要重新评估并合理规划飞行时间。比如,常温下能飞行 30 分钟的电池,冬季可能仅能飞行 18 - 21 分钟,要预留足够电量用于返航,避免因电量不足导致无人机坠毁。
避免大电流放电:低温使电池内阻增大,大电流放电会产生过多热量加速电池衰退。飞手应尽量避免让无人机进行高速飞行、急加速、急刹车等操作,因为这些动作会使电机瞬间大功率运转,导致电池大电流放电,损害电池性能。
3.电池充电方面
适宜温度充电:充电应在温暖的室内环境进行。低温下充电,电池充电接受能力差且易形成锂枝晶。室内温度能保证电池正常充电,减少对电池的损害,同时也可避免因充电过慢而浪费时间。
充电后保温:充电完成后,不要立即将电池置于寒冷室外。刚充完电的电池温度较高,突然遇冷会使电池温度急剧下降,产生热应力损伤内部结构。可先让电池在室内自然冷却一段时间,或放入保温箱再带出室外。
4.电池保存要点
合适保存温度:长时间不使用无人机时,要将电池保存在 0 - 40 摄氏度的环境中。可利用室内控温房间或保温箱存放,并且定期检查电量,防止自放电过度导致过放损坏。
避免极端电量保存:不要让电池长期处于满电或亏电状态保存。长时间满电存放可能引发鼓包等安全隐患,亏电存放则会使极板硫化等,降低电池性能。一般将电池电量保持在 40% - 60% 左右存储为宜,有助于延长电池使用寿命。
总之,低温对无人机电池的影响不容忽视,无人机飞手只有充分了解并严格遵循上述使用须知,才能在低温环境下安全、高效地使用无人机,同时最大程度地保护电池,延长其使用寿命,确保无人机作业的顺利进行。
声明: 本网站所发布文章,均来自于互联网,不代表本站观点,如有侵权,请联系删除。
能量密度:125-160Wh/kg
充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
温度范围:-40℃—65℃
自耗电:≤3%/月
过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。
动力电池循环寿命不低于2000次,
80%容量保持率;
电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
符合国军标要求。