Una revisión crítica sobre la fiabilidad del sistema de baterías de los sistemas de drones
Autores: Zhao, Tianren; Zhang, Yanhui; Wang, Minghao; Feng, Wei; Cao, Shengxian; Wang, Gong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Una revisión crítica sobre la fiabilidad del sistema de baterías de los sistemas de drones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículo aéreo no tripulado
Fiabilidad de la batería
Enfoques de modelado
Diagnóstico de fallos
Sistema de gestión de baterías
Normas internacionales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La fiabilidad de los sistemas de baterías de almacenamiento de energía de vehículos aéreos no tripulados (VANT) es crítica para garantizar su operación segura y la ejecución eficiente de misiones, y tiene el potencial de avanzar significativamente en aplicaciones de logística, monitoreo y respuesta a emergencias. Este documento revisa los avances teóricos y técnicos en la fiabilidad de las baterías de VANT, abarcando definiciones y métricas, enfoques de modelado, estimación de estado, diagnóstico de fallos y tecnologías de sistemas de gestión de baterías (BMS). Basado en estándares internacionales, la fiabilidad abarca la estabilidad del rendimiento, la adaptabilidad ambiental y la redundancia de seguridad, incluyendo métricas como la tasa de retención de capacidad, el tiempo medio entre fallos (MTBF) y el tiempo de advertencia de fuga térmica. Los métodos de modelado para la fiabilidad incluyen modelos matemáticos, basados en datos y híbridos, que se evalúan por su precisión y eficiencia en condiciones dinámicas. La estimación de estado se centra en cinco parámetros clave de la batería y compara algoritmos de redes neuronales, regresión y optimización en escenarios de vuelo complejos. El diagnóstico de fallos implica extracción de características, modelado de series temporales e inferencia probabilística, proponiéndose estrategias de fusión multimodal para fallos como sobrecarga y fuga térmica. Las tecnologías de BMS incluyen monitoreo de estado, protección y optimización, y se están explorando estrategias de balanceo y el potencial de algoritmos inteligentes. Los desafíos en este campo incluyen estándares no unificados, generalización limitada de modelos y complejidad en el diagnóstico de fallos concurrentes. La investigación futura debería priorizar el modelado acoplado de multiphysica, técnicas predictivas impulsadas por IA y ciberseguridad para mejorar la fiabilidad e inteligencia de los sistemas de baterías con el fin de apoyar el desarrollo sostenible de sistemas no tripulados.
Descripción
La fiabilidad de los sistemas de baterías de almacenamiento de energía de vehículos aéreos no tripulados (VANT) es crítica para garantizar su operación segura y la ejecución eficiente de misiones, y tiene el potencial de avanzar significativamente en aplicaciones de logística, monitoreo y respuesta a emergencias. Este documento revisa los avances teóricos y técnicos en la fiabilidad de las baterías de VANT, abarcando definiciones y métricas, enfoques de modelado, estimación de estado, diagnóstico de fallos y tecnologías de sistemas de gestión de baterías (BMS). Basado en estándares internacionales, la fiabilidad abarca la estabilidad del rendimiento, la adaptabilidad ambiental y la redundancia de seguridad, incluyendo métricas como la tasa de retención de capacidad, el tiempo medio entre fallos (MTBF) y el tiempo de advertencia de fuga térmica. Los métodos de modelado para la fiabilidad incluyen modelos matemáticos, basados en datos y híbridos, que se evalúan por su precisión y eficiencia en condiciones dinámicas. La estimación de estado se centra en cinco parámetros clave de la batería y compara algoritmos de redes neuronales, regresión y optimización en escenarios de vuelo complejos. El diagnóstico de fallos implica extracción de características, modelado de series temporales e inferencia probabilística, proponiéndose estrategias de fusión multimodal para fallos como sobrecarga y fuga térmica. Las tecnologías de BMS incluyen monitoreo de estado, protección y optimización, y se están explorando estrategias de balanceo y el potencial de algoritmos inteligentes. Los desafíos en este campo incluyen estándares no unificados, generalización limitada de modelos y complejidad en el diagnóstico de fallos concurrentes. La investigación futura debería priorizar el modelado acoplado de multiphysica, técnicas predictivas impulsadas por IA y ciberseguridad para mejorar la fiabilidad e inteligencia de los sistemas de baterías con el fin de apoyar el desarrollo sostenible de sistemas no tripulados.