鋰電池是植保無(wú)人機(jī)事故頻發(fā)的原因嗎？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-06-21 22:22
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無(wú)人機(jī)大多使用鋰離子電池，這種電池能量密度高、對(duì)環(huán)境友好、使用壽命長(zhǎng)，與此同時(shí)，鋰離子電池也十分危險(xiǎn)，非常容易發(fā)生起火爆炸。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2016年鋰電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)起火事故有幾千起，分布在鋰離子電池的生產(chǎn)、運(yùn)輸、應(yīng)用、回收等各個(gè)環(huán)節(jié)。
在新能源這條路上走的決絕的特斯拉，就曾因?yàn)殡姵氐脑驇锥劝l(fā)生汽車起火的事故，國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)代表企業(yè)大疆也多次發(fā)生因電池問(wèn)題導(dǎo)致的炸機(jī)、車毀等
植保無(wú)人機(jī)炸機(jī)電池起火
特斯拉研究了上十年的鋰電池仍然不能避免慘劇，而國(guó)內(nèi)大多數(shù)無(wú)人機(jī)的鋰電池尚未確定合格標(biāo)準(zhǔn)，品質(zhì)難以保證。
究其原因，鋰電池究竟為什么會(huì)發(fā)生自燃？常見(jiàn)的為以下三種情況
原因一：接口與線纜
植保無(wú)人機(jī)在田間地頭作業(yè)的時(shí)候，電池為電調(diào)和機(jī)器提供充足穩(wěn)定的能量。但是，長(zhǎng)期的植保作業(yè)中，農(nóng)藥殘?jiān)吞镩g地頭的灰塵會(huì)覆蓋在接口表面，并形成結(jié)塊。結(jié)塊會(huì)對(duì)電路形成巨大的電阻。
學(xué)過(guò)物理都知道，電阻越大，發(fā)熱情況就越嚴(yán)重（Q=I^2Rt）。當(dāng)溫度超過(guò)接頭所能承受的范圍時(shí)，接頭會(huì)發(fā)生融化，最先受到影響的就是接頭的塑料外殼了。而此時(shí)如果沒(méi)有及時(shí)處理，接頭處塑料外殼就會(huì)出現(xiàn)形變或融合，電池再想正常拔出，基本是不可能的了。
老虎鉗夾插頭
電池接口出現(xiàn)形變無(wú)法正常拔出，XT系列接口設(shè)計(jì)是最主要的原因。在XT系列沒(méi)出來(lái)之前，傳統(tǒng)航模一直使用T插作為主要電源插頭。但由于航模電池的功率越來(lái)越大，傳統(tǒng)T插已經(jīng)不能滿足DIY無(wú)人機(jī)和消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)的基本航拍需求，（大電流通過(guò)產(chǎn)生高溫?fù)p害插頭，且維修不便）因此XT應(yīng)運(yùn)而生。
當(dāng)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)出現(xiàn)的時(shí)候，XT系列插頭也被沿用到農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)電池上，于是許多問(wèn)題也伴隨而至。一般電動(dòng)航模的電池最大電壓約為25.2V（6S鋰電池），但農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)多為12S鋰電池，電壓足足大了一倍，同樣面臨XT插頭熔斷、無(wú)法正常拔出、甚至短路起火的問(wèn)題。
電池短路燃燒
在使用上來(lái)說(shuō)，航模電池往往能得到比較全面的保養(yǎng)維護(hù)，但農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)因?yàn)槠涮焐淖鳂I(yè)使命，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)過(guò)放過(guò)充的現(xiàn)象，沒(méi)有比較完善的維護(hù)保養(yǎng)措施。
在工作環(huán)境上說(shuō)，航模電池所處的環(huán)境更為艱苦，長(zhǎng)期的風(fēng)吹雨曬和高溫環(huán)境，XT系列的塑料外殼容易變脆，外露的線纜長(zhǎng)期受高溫和氣體的侵蝕極其容易使得絕緣表面老化而脫落，導(dǎo)致就算靜止放置也可能會(huì)出現(xiàn)短路自燃的危險(xiǎn)情況。
原因二：外殼包裝
除了電池接頭和線纜本身，鋰電池的外殼包裝也是導(dǎo)致起火的原因之一。
傳統(tǒng)鋰電池采用熱縮膜軟包裝來(lái)包裹著鋰電池的電芯，然而熱縮膜在受熱收縮后延展性和柔軟性都會(huì)隨之降低，此外，熱縮膜僅為一層薄膜，并不具備保護(hù)電池的能力。當(dāng)鋰電池在使用后的存放稍微不注意就會(huì)可能因擠壓變形或刺穿，而鋰電池的鋰離子遇到空氣就會(huì)變得十分活躍，能產(chǎn)生自燃現(xiàn)象。
另外，熱縮膜本身不具備散熱的能力，使用后的電池溫度如果超過(guò)了熱縮膜所能承受的臨界點(diǎn)，熱縮膜就會(huì)發(fā)生溶解或因?yàn)闇囟冗^(guò)高而發(fā)生破裂，一旦熱縮膜破裂，也會(huì)造成自燃事故。
PVC熱縮膜
市面上有部分廠家已經(jīng)考慮到了外物撞擊導(dǎo)致電池自燃的情況，他們會(huì)在原包裝的鋰電池基礎(chǔ)上增加一個(gè)塑料外殼來(lái)保護(hù)電池，但效果并不顯著。
如果帶有外殼電池受到外力沖擊，首先破損的是塑料外殼的表面，而外殼碎片會(huì)直接刺穿電池的軟包裝，繼而發(fā)生自燃事故。
其次是散熱，鋰電池本身對(duì)溫度很敏感，一旦溫度過(guò)高或過(guò)充過(guò)放就會(huì)導(dǎo)致電池鼓包，帶有塑料外殼的鋰電池根本沒(méi)有足夠的空間讓電池發(fā)漲。同時(shí)，塑料材質(zhì)本身不具備散熱的能力，從而會(huì)加重內(nèi)部溫度的增加。在外部壓力和內(nèi)部壓力的雙重作用下，電池會(huì)被擠破發(fā)生自燃事故。
原因三：電池電源管理
除了以上兩點(diǎn)之外，沒(méi)有電源管理能力的智能電池在充電過(guò)程中也會(huì)發(fā)生自燃。
傳統(tǒng)鋰電池沒(méi)有電源管理的能力，只能通過(guò)充電器對(duì)充電電流的控制來(lái)避免因?yàn)殡娏鬟^(guò)大導(dǎo)致發(fā)生造成內(nèi)部短路的情況。但是如果充電器出了故障就無(wú)法檢測(cè)其充電情況和控制其充電電流，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)過(guò)充和電芯電壓不平衡的情況，從而導(dǎo)致鋰電池在充電過(guò)程中自燃。
而智能電池雖說(shuō)能解決電池管理上的問(wèn)題，但市面上還是有很多不良廠家把不成熟的，甚至不能稱之為智能電池的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。
智能電池之所以智能，不僅僅在于它在電池上多加一個(gè)電量顯示和開(kāi)關(guān)。它需要記錄并悉知電池本身的使用情況，需要控制不讓電池出現(xiàn)過(guò)放，同時(shí)又需要控制每一塊電芯的的放電電流。
很多不良廠家拿出來(lái)忽悠的鋰電池根本不具備這樣的能力，僅做一些低電量提醒，無(wú)法控制其電流輸出情況，更不用說(shuō)對(duì)當(dāng)前航線的電量消耗進(jìn)行預(yù)估了。因?yàn)殚_(kāi)發(fā)真正智能電池，需要解決電池接通時(shí)功率瞬間會(huì)增大到幾千瓦燒壞主板的問(wèn)題，目前許多不良廠家不具備這樣的技術(shù)開(kāi)發(fā)能力。
