植保無人機(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40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驇锥戎袛嘌邪l(fā)，盡管特斯拉團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在電池的安全上投入了很多精力，但依然不能避免電池起火： 2016年1月1日早上，一輛特斯拉Model S在超級(jí)充電站充電時(shí)突然起火，所幸事故發(fā)生后沒有人員傷亡；同年8月15日，一輛特斯拉Model S電動(dòng)汽車在法國(guó)試駕期間突然著火，當(dāng)時(shí)這輛汽車曾發(fā)出巨大的噪音，而且儀表盤還顯示出預(yù)警信息警告乘客該汽車的充電功能存在問題；一輛特斯拉Model S電動(dòng)轎車2016年9月7日在荷蘭發(fā)生車禍，撞上了路邊的大樹，駕車的荷蘭男子當(dāng)場(chǎng)死亡，車上的電池掉落起火并且難以熄滅。

 

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)植保無人機(jī)的鋰電池尚未確定合格標(biāo)準(zhǔn)，品質(zhì)難以保證。 并且，植保無人機(jī)涉及多方人員，包括一線作業(yè)人員、農(nóng)戶等，如果沒有一個(gè)安全、高效的作業(yè)環(huán)境，植保無人機(jī)發(fā)展將舉步維艱。 傳統(tǒng)電池存在安全隱患 植保無人機(jī)電池容量比較大，存在過熱和起火的潛在安全隱患。一旦燃燒溫度可達(dá)上千度，甚至能直接融化鋼鐵。夏季室外車輛如果暴露在陽(yáng)光下，車窗一旦關(guān)閉，車內(nèi)溫度很快升高，植保無人機(jī)電池存在過熱乃至起火的風(fēng)險(xiǎn)。 鋰電池的四大主要部分為正極材料、負(fù)極材料、隔離膜和電解液，當(dāng)內(nèi)部出現(xiàn)樹狀突或者手狀的鋰離子增長(zhǎng)非常容易導(dǎo)致短路或隨機(jī)爆炸形成明火。一旦電池內(nèi)部形成樹狀突，就會(huì)迅速加劇，最終可能會(huì)刺穿正負(fù)極的隔離膜，導(dǎo)致短路，從而起火。 基于此，目前無人機(jī)行業(yè)也有廠家在研發(fā)氫燃料電池，盡管氫燃料電池的運(yùn)輸、存儲(chǔ)時(shí)安全問題也受到質(zhì)疑，但氫氣的燃點(diǎn)為500℃，高于汽油的燃點(diǎn)427℃、煤油的燃點(diǎn)380℃和柴油的燃點(diǎn)220℃。即，和汽、煤、柴油相比，氫氣更加不容易燃燒。 而內(nèi)部有銅質(zhì)支撐物的鋰電池，加熱超過250℃，導(dǎo)致電池核心崩潰，進(jìn)而讓銅質(zhì)支撐物融化，熱量迅速向外擴(kuò)散，造成“熱失控”（即所謂的爆炸或自燃）。

 

另外，氫燃料電池存儲(chǔ)在儲(chǔ)氫瓶中，該瓶由三層結(jié)構(gòu)組成，最內(nèi)層材料是高強(qiáng)度聚合物，中層是強(qiáng)化碳纖維和高強(qiáng)度聚合物的混合材料，外層是玻璃纖維和高強(qiáng)度聚合物的混合材料，總厚度25mm。它具有良好的防滲透性、強(qiáng)度和耐久性，受到嚴(yán)重撞擊時(shí)也不用擔(dān)心會(huì)發(fā)生破裂。從這個(gè)角度來看，氫燃料電池比鋰電池要安全。 我們知道，鋰電池能夠自燃，隨后會(huì)因?yàn)檫^熱而發(fā)生爆炸。產(chǎn)生過熱的原因包括電短路、快速放電、過度充電、制造缺陷、設(shè)計(jì)不良或機(jī)械損壞等等，過熱會(huì)導(dǎo)致“熱失控”過程的產(chǎn)生。 目前市場(chǎng)上大部分無人機(jī)電池是這樣的：

 

 這一類電池的電源線接頭通常都是裸露的，在運(yùn)輸和存放過程中一旦接觸到金屬物品或者含有電解質(zhì)的農(nóng)藥化肥，就會(huì)發(fā)生短路，導(dǎo)致自燃。另外，普通鋰電池往往是簡(jiǎn)易的塑料膜包裝，而鋰離子具有高度的化學(xué)活性，一旦電池包裝受外力沖擊破損，鋰離子就會(huì)泄露出來，在空氣中劇烈燃燒。 國(guó)內(nèi)也有植保機(jī)廠家對(duì)于電池安全看得很重的。據(jù)了解，2013年，極飛農(nóng)業(yè)在新疆做前期驗(yàn)證時(shí)，就將“電池安全”定義為植保無人機(jī)研發(fā)的三大重點(diǎn)之一，與之同時(shí)展開的還有“全自主飛行控制”和“精準(zhǔn)變量噴灑”的研發(fā)。 2015年，極飛智能電源管理系統(tǒng)問世，在經(jīng)過20000架次起降和超過3000小時(shí)不間斷充放電測(cè)試后。將旗下所有無人機(jī)產(chǎn)品中的電池，全部升級(jí)為“智能電池”。 同樣，最近兩年才涉足植保無人機(jī)領(lǐng)域的大疆在消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)頗有經(jīng)驗(yàn)，沿用了其消費(fèi)級(jí)無人機(jī)的智能電池思路，其2016年11月發(fā)布的MG-1S也用上了智能電池。 電池管理系統(tǒng)讓智能電池更安全 業(yè)內(nèi)人士都知道，“電源管理系統(tǒng)”最基礎(chǔ)的一項(xiàng)功能，就是在電池使用中監(jiān)控電流、電壓等數(shù)據(jù)，在電池有可能發(fā)生故障時(shí)及時(shí)切斷電源，保障安全。 極飛的智能電池就是在航模鋰電池的基礎(chǔ)上加入了“電源管理系統(tǒng)”，它能夠?qū)崟r(shí)掌握無人機(jī)電池中每一片“電芯”的電量和健康程度。再加上更加堅(jiān)固的鋁鎂合金-碳纖維外殼，使之無論是在電路異常還是外部環(huán)境沖擊的情況下都保持安全和穩(wěn)定。