電池續航左右無(wú)人機風(fēng)向

　　近年來(lái)，無(wú)人機行業(yè)發(fā)展異常迅猛，市場(chǎng)上出現了大疆、科比特航空等一批知名企業(yè)，并且引起資本及各行業(yè)巨頭的持續關(guān)注。但是，續航時(shí)間短等問(wèn)題(一般的消費級無(wú)人機只有20分鐘左右)仍在限制著(zhù)無(wú)人機的應用與發(fā)展。

　　續航不足45分鐘充電卻超1小時(shí)

　　按照研究機構BI Intelligence的預測，未來(lái)10年民用無(wú)人機將占整個(gè)無(wú)人機市場(chǎng)12%的份額，價(jià)值為980億美元。當前我國無(wú)人機市場(chǎng)規模在30億元左右，隨著(zhù)我國低空空域的開(kāi)放以及無(wú)人機監管政策的完善，未來(lái)10年我國民用無(wú)人機的增速有望超過(guò)30%。

　　然而，在無(wú)人機市場(chǎng)快速啟動(dòng)的同時(shí)，續航能力有限等制約因素也逐漸凸顯出來(lái)。以“無(wú)人機”開(kāi)發(fā)為創(chuàng )業(yè)方向的曉方科技合伙人劉銳告訴記者，續航時(shí)間一直是限制無(wú)人機技術(shù)發(fā)展的瓶頸。目前，市面上的無(wú)人機主要采用鋰電池作為主要動(dòng)力，續航能力一般在20分鐘至30分鐘之間。這是無(wú)人機發(fā)展的一個(gè)重大短板，大大限制了無(wú)人機行業(yè)的整體發(fā)展潛力。

　　而根據記者的調查，目前市面上包括大疆無(wú)人機在內的多旋翼無(wú)人機大多使用鋰電池作為能源。因為鋰電采購方便，工藝成熟，但因個(gè)體差異，電芯無(wú)法做到100%均衡的充放電，且大功率電池的充電時(shí)間比較長(cháng)，使用起來(lái)較為麻煩。最讓人頭疼是其續航時(shí)間，300克重量的鋰電池理論上只能讓500克重的無(wú)人機飛行17分鐘，即使考慮到技術(shù)差異，以及機體重量等因素，絕大多數產(chǎn)品的續航時(shí)間都在45分鐘以?xún)?。而充電一次的時(shí)間卻要超過(guò)一小時(shí)。

　　因此，如何提升無(wú)人機的續航時(shí)間讓其滿(mǎn)足消費級，甚至工業(yè)級市場(chǎng)的需求，成為所有無(wú)人機廠(chǎng)商必須要面對的挑戰。

　　電源管理芯片技術(shù)影響無(wú)人機市場(chǎng)成敗

　　如何解決無(wú)人機電池續航能力有限這個(gè)主要問(wèn)題呢?對此，江蘇宏云總經(jīng)理陶建中表示，在鋰電材料沒(méi)有突破性進(jìn)展的情況下，解決無(wú)人機電力問(wèn)題的途徑主要有兩條：有的廠(chǎng)商開(kāi)始嘗試采用新的電池材料替代鋰電;也有的采用電源管理芯片實(shí)現有效的電量管理，盡量延長(cháng)續航能力、實(shí)現快速充電。

　　2015年5月，新加坡HUS公司研發(fā)出首個(gè)使用氫燃料電池的多軸無(wú)人機HYCOPTER，空載情況下能夠連續飛行4個(gè)小時(shí)，即使1千克滿(mǎn)載情況下仍能支撐150分鐘。目前大疆、科比特航空等廠(chǎng)商也都在進(jìn)行采用氫燃料電池的嘗試。

　　不過(guò)，鋰電池作為最常見(jiàn)的電池材料，由于其為固體電源、技術(shù)成熟、使用安全，仍是消費級無(wú)人機最優(yōu)先的電力選擇。比如2015年9月，電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的佼佼者特斯拉公開(kāi)發(fā)布了一款專(zhuān)門(mén)針對航拍應用的無(wú)人機原型。憑借其在電池及電源管理技術(shù)上的實(shí)力，特斯拉公司在該款無(wú)人機上搭載了10000mAh的電池，單次充電可持續飛行60分鐘，充電時(shí)間僅為20分鐘左右。

　　在此情況下，優(yōu)越的電源管理芯片技術(shù)就成為影響無(wú)人機市場(chǎng)成敗的關(guān)鍵因素之一。

　　尋求平衡充電是關(guān)鍵點(diǎn)

　　那么，當前電源管理芯片技術(shù)在無(wú)人機市場(chǎng)的發(fā)展情況是怎樣的?根據賽微微電子公司的介紹，電池管理芯片是對電子設備的電池進(jìn)行狀態(tài)監測、充電管理和安全保護管理的芯片，它可以進(jìn)行充電電流電壓控制、電池使用安全保障以及準確的電池剩余容量預測等。電池管理IC性能的好壞，對電子設備的運行與使用安全有極大的影響。

　　意法半導體IPD/AMS市場(chǎng)及應用部技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理王巧娣也表示，電源管理芯片的應用一直十分廣闊，智能手機、筆記本電腦、充電寶、平板電腦、智能穿戴設備等產(chǎn)品中都廣泛使用電源管理芯片。與此同時(shí)，隨著(zhù)電子產(chǎn)品用電量的逐漸增大，通過(guò)電源管理芯片實(shí)現快速充電，已經(jīng)成為當前市場(chǎng)的顯學(xué)。

　　目前智能手機仍是快速充電應用的最大市場(chǎng)。高通、聯(lián)發(fā)科、TI、蘋(píng)果、OPPO都在主導自有標準的快充方案。2016年高通、聯(lián)發(fā)科的智能手機芯片平臺持續升級，蘋(píng)果也決定將手機新品電源供應器瓦數由原先的15W增至20W，希望通過(guò)更高的電流縮短充電時(shí)間，達到快速充電的效果。

　　無(wú)人機則是快速充電技術(shù)最新，也最有潛力的應用市場(chǎng)。根據陶建中的介紹，從電源管理芯片來(lái)講，智能手機與無(wú)人機的解決方案大同小異。但是手機充電要受到USB接口和電池的制約，USB接口一般是5V供電。目前手機電池一般情況下最高是4.2V，快充的高電壓最終要降至手機電池能夠承受的電壓，通過(guò)加大電流實(shí)現快充。而無(wú)人機快速充電的原理雖然與手機相同，都需要提高電壓或加大電流，但不同的是，無(wú)人機電池可能是由幾節鋰電池串聯(lián)(比如三節電池3×4=12V，即要對12V進(jìn)行充電)而成，因為實(shí)現了電池的串聯(lián)，就需要考慮平衡充電的問(wèn)題，以防充電不平衡，引起事故。

　　至于未來(lái)的技術(shù)發(fā)展，手機快充技術(shù)一方面盡力尋找提供高電壓(如12V)的方法，供手機轉化為高電流，另一方面要注意手機和適配器的通信協(xié)議，防止高電壓把手機燒壞。無(wú)人機則沒(méi)有這方面的限制，只要給每節電池提供最大能承受的電壓和電流，就是最快的了。因此，未來(lái)無(wú)人機快充技術(shù)還有很大發(fā)展空間。