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无人机电池BMS方案

发布者:【浩博电池资讯】   发布时间:2025-05-28 11:05:27   点击量:285

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。


无人机BMS方案设计思路

1. 电池参数(一般常见配置)

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)


2. BMS核心功能模块

功能模块描述
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


3. 通信与接口方案

  • 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)


4安全策略设计

风险应对措施
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)


5.低温与高海拔优化(选配)

  • 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。


推荐架构图(简化)

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

常用芯片方案推荐

厂商芯片特点
TIBQ40Z50集成AFE+MCU+计量,高集成
TIBQ76952 + MSP430/STM32灵活扩展,适合多串Li-ion
SGMSGM2571国产替代,成本优选
Analog DevicesLTC6811高精度,高串数场景
MAXIMMAX17320超低功耗,高可靠性


适用场景举例

场景特点
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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  • 安全
  • 可靠
  • 环保
  • 高效
  • 高性能

    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

  • 高安全

    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。

  • 高可靠

    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。