无人机(UAV)用的 BMS(电池管理系统)方案,与传统电动车或储能BMS有不同的设计重点,主要关注轻量化、高倍率放电、能量密度、安全冗余等因素。下面为你梳理一套完整的无人机BMS方案架构和关键技术要点。
项目 | 参数区间 |
---|---|
电压范围 | 3S~12S(11.1V~44.4V)为主 |
电池类型 | 高倍率锂聚合物(Li-Po)或高能量密度NCM/Li-ion |
容量 | 2Ah~25Ah(根据无人机体型) |
放电倍率 | 10C~30C 或更高 |
工作温度 | -20℃~60℃(部分需支持宽温) |
功能模块 | 描述 |
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电压检测 | 单体电压采样,支持高精度 ADC |
温度管理 | NTC/热敏电阻检测,过热/过冷保护 |
电流采集 | 高精度电流检测,支持瞬时大电流放电识别 |
均衡管理 | 主动/被动均衡(支持飞前或飞后均衡) |
SOC/SOH估算 | 基于库仑计数 + 卡尔曼滤波优化 |
通信接口 | UART、CAN、I2C、SMBus(支持与飞控/地面站通信) |
故障诊断 | 过压、欠压、过流、短路、过温、断线检测 |
数据记录与日志 | 存储飞行/充放电历史,可用于后续安全分析 |
与飞控FC通信:通过 UART/CAN 获取飞控状态、航程、电流需求预测
与地面站通信:提供剩余电量、报警、状态信息(可用于远程维护)
与充电器通信:支持智能充电协商(如定制快充曲线)
风险 | 应对措施 |
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过充/过放 | 分级告警 + 强制关断 |
高倍率放电过热 | 实时电芯温度采样 + 限流 |
MOS管短路/失效 | 双路MOS并联 + 硬件熔断保护 |
飞行中异常 | 飞控BMS协同控制策略(如返回、切断非关键系统) |
加热功能:如无人机需在低温区作业(-20℃以下),BMS应预留加热控制输出。
高海拔补偿:高原地区电池内阻上升,应优化SOC估算和放电曲线。
objectivec复制编辑电池包(3S~12S) └── 单体电压检测 └── 电流检测(分流器或霍尔) └── 温度采集(NTC x 多点) └── 主控MCU(如 TI BQ40Z50 / STM32 / AFE + MCU) └── MOS保护电路(CHG / DSG) └── 通信接口(UART / CAN) └── 飞控通信联动接口
厂商 | 芯片 | 特点 |
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TI | BQ40Z50 | 集成AFE+MCU+计量,高集成 |
TI | BQ76952 + MSP430/STM32 | 灵活扩展,适合多串Li-ion |
SGM | SGM2571 | 国产替代,成本优选 |
Analog Devices | LTC6811 | 高精度,高串数场景 |
MAXIM | MAX17320 | 超低功耗,高可靠性 |
场景 | 特点 |
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小型消费级无人机 | 重量敏感,BMS需极简化 |
工业级无人机 | 通信联动要求高,安全保护全面 |
军用无人机 | 冗余设计 + 多电池热备 + EMI/EMP防护 |
高空/寒区作业无人机 | 宽温 + 电芯加热 + 高原补偿 |
如果你方便的话,我可以根据你当前的无人机平台参数(如电压、电池类型、飞控品牌、目标航时),为你定制一套完整的BMS架构方案与选型清单。是否需要?
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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。