7.3.5 智能锂电池
多旋翼无人机或者航模基本使用了可充电的锂电池，这种电池的缺点就是不能过放电，一旦过放就意味着电池性能的下降，甚至报废。为了避免过放电，人们在电池组里增加了过放电保护电路，当放电电压降到预设电压值时，电池停止向外供电。然而实际的情况还要更复杂一些，比如，若因避免电池过放电而立即停止供电，那么多旋翼无人机就会从天上直接掉下来。因此，智能电池的放电截止只是电池自我保护的最后一道防线，在此之前，管理电路还是要计算出末端续航时间，为用户提供预警，以便用户有足够的时间来采取相应的安全措施。
对于续航时间的计算，在小电流设备上处理起来要简单得多，如笔记本计算机、手机等。但是，对于像多旋翼这类工作电流大、电流变化大、工况复杂的系统来说，需要动态计算续航时间，那情况就变得复杂多了。
有些厂家的电池比较高级，针对无人机这种用户专门做了一些安全优化，例如：
第一级：当检测到电量剩余30%时，开始报警，提示用户应该注意剩余电量，提前做好返航准备。
第二级：当检测到剩余电量仅够维持返航时，开始自动执行返航；而这个时间点的把握，与飞行距离、高度有关，是智能电池数据与无人机飞控数据融合后实时计算出来的。
第三级：当检测到剩余电量都不足以维持正常返航时（如返航途中遇到逆风，则有可能超出预估的返航时间），则执行原地降落，可最大限度避免无人机因缺电导致坠毁。
续航时间的计算结果与飞行距离、飞行高度、当前电机输出功率等因素有关。这些因素是动态变化的，而且变化幅度有可能很大，所以，需要实时计算，这对智能锂电池管理芯片、算法设计都提出了极高的要求。
下面以多旋翼植保无人机上使用的B12710智能电池（图7-11）为例，来学习使用智能电池的有关知识。
图7-11 B12710智能电池
1. B12710智能电池特性
（1）智能电池是将普通电池繁杂的使用与管理工作交给电池内部的计算机（BMS）自动来完成，使电池的使用与管理实现了智能化、自动化。
（2）通过数据交互实时地以可视化方式显示出来，使用户能实时了解电池工作状态，同时具备日志记录。
（3）智能电池唯一需要的操作就是开机和关机。
2. B12710智能电池参数
规格：183 mm×146 mm×280 mm。
质量：5 kg。
充电时间：约40 min。
标称容量：16 000 mAh。
循环次数：300次。
3. B12710智能电池功能
B12710智能电池的主要功能有外壳防护、专用接口、电量指示、自动平衡、自动放电、温度监测、自动加热、带载开机、电量显示、电压显示、电流显示、使用记录、容量显示、温度监测、电芯状态、报警显示等，如图7-12所示。
图7-12 B12710智能电池功能
4. B12710智能电池操作使用
（1）智能电池指示灯（图7-13）。
图7-13 B12710智能电池指示灯
1）“绿灯”指示电池电量及充电状态。
①五颗绿灯常亮：90%～100%。
②四颗绿灯常亮：70%～90%。
③三颗绿灯常亮：50%～70%。
④两颗绿灯常亮：30%～50%。
⑤一颗绿灯常亮：10%～30%。
⑥一颗绿灯单闪：5%～10%。
5%电池锁止，此时一颗绿灯双闪；0%电池直接断电。
2）“红灯”指示电池电源及故障状态。
①红灯常亮：正常。
②红灯快闪：高温报警（无法充电）。
③红灯慢闪：低温报警（电池自动加热至红灯常亮）。
④红灯双闪：电池故障（无法充电）。
（2）电池安装。将电池安装在飞机上，顺着电池卡槽慢慢放下电池并平着按压电池，并听见“咔嗒”声，安装完成。取下电池时提住把手，用大拇指捏住卡扣就可提出，更换过程仅需几秒。
使用适配器时，适配器方向要正确，挂钩置于挂钩槽中平贴电池，适配器接口对准电池接口向接口方向推，并听见“咔嗒”声，安装完成。取下时一只手捏着卡扣，另一只手拿着适配器往接头的反方向拉就可取下。
（3）电池开机与关机。
1）开机：长按电源键待电量指示灯（即绿灯）闪烁后松开按键，再长按电源键，看到电源指示灯（即红灯）亮起并听见“嘀”声，开机完成。
2）关机：长按电源键待电量指示灯（即绿灯）闪烁后松开，再长按电源键，指示灯全部灭掉，关机完成。
长按电源键5 s可开启电池预加热。
（4）电池使用注意事项。
1）安装电池时应当检查电池接头处是否有异物，尤其是金属异物，轻则电池安装不到位，重则会造成短路。
2）电池在使用完成后必须先关机再拔电池或适配器。
3）使用时应避免磕碰或跌落。
4）非专业人员切勿拆卸智能电池。由于智能电池内部有诸多精密电子元器件及高压，如智能电池出现任何问题，切勿私自拆卸智能电池，应将其交由保障中心的专业人员进行维修。
（5）智能电池的充电。充电过程：连接电源插头→连接适配器→开启电池。
充电时电源指示灯常亮，电量指示灯依次闪烁。充满后蜂鸣器鸣叫1 min同时电量指示灯快闪10 min后自动关机。正常充电时充电适配器指示灯常亮，当充电不正常时，适配器上的灯会闪烁，如图7-14所示。
图7-14 智能充电器
最大功率：800 W。
输入电压：200 V-240 V/AC。
输出电压：50.4 V15 A/DC。
（6）充电注意事项。
1）充电时必须有专人值守。
2）禁止对刚使用完还没有冷却的电池进行充电。
3）充电时各充电器之间应保持一定间隔以保证散热。
4）充电器的电源线应摆放整齐。
（7）智能电池充电场地要求。
1）充电场地要求通风防潮、禁止暴晒、远离高温、严禁烟火。
2）充电场地必须配备相应的消防灭火设施及器材，如灭火器、消防沙、石棉毯等。
3）充电环境温、湿度应适宜。
4）充电场地电网总负荷应大于总充电器负荷。
（8）智能电池存储。
1）应配有相应的消防灭火器材如灭火器、消防沙、石棉毯等。
2）存储时电量至少在50%以上，长时间不用应定期检查，至少3个月充满一次电。
3）注意保持仓库干燥、干净。
建议有专人24 h值班，值班人员应具备较高的消防意识。
（9）电池运输注意事项。
1）电池运输过程中应摆放稳固不可码放，防止车辆颠簸造成电池磕碰损坏。
2）运输过程中要远离水桶、药桶等盛液体的容器，防止颠簸液体洒出造成电池损坏。
3）远离尖锐物品，防止刺穿或划伤。