Įtampa ir dabartiniai reikalavimai, susiję
Kai reikia maitinti sunkiųjų keltuvų multirotorius, svarbiausia suprasti įtampos ir dabartinių poreikių ryšį. Šios dvi elektrinės savybės daro didelę įtaką UAV veikimui ir galimybėms, skirtoms turėti didelę naudingą krovinį.
Įtampos vaidmuo variklio veikimui
Įtampa vaidina svarbų vaidmenį nustatant elektrinių variklių, naudojamų sunkiojo pakėlimo UAV, greitį ir galią. Didesnė įtampa paprastai padidina variklio apsisukimų dažnį ir sukimo momentą, kurie yra būtini kėlimui ir manevravimui didelėms naudingoms apkrovoms. Serijos konfigūracijoje,LIPO baterijaLąstelės yra sujungtos, kad padidintų bendrą įtampą, suteikdamos reikiamą galią didelio našumo varikliams.
Dabartiniai reikalavimai ir jų poveikis skrydžio laikui
Nors įtampa daro įtaką variklio veikimui, srovės lygiosios tiesioginės įtakos UAV skrydžio laikas ir bendras efektyvumas. Sunkiųjų keltuvų dizainams dažnai reikia aukšto srovės lygio, kad būtų išlaikyta energija, reikalinga skrydžiui kelti ir palaikyti esant dideliam naudingumui. Lygiagrečios akumuliatoriaus konfigūracijos gali patenkinti šiuos aukštus dabartinius poreikius, padidindamos bendrąsias galios sistemos talpą ir dabartines teikimo galimybes.
Balansuojanti įtampą ir srovę, kad būtų optimalus našumas
Norint maksimaliai padidinti sunkiųjų pakėlimo UAV efektyvumą ir našumą, labai svarbu pasiekti tinkamą pusiausvyrą tarp įtampos ir dabartinių poreikių. Šis balansas dažnai apima kruopščią motorinių specifikacijų, sraigto dydžio, naudingosios apkrovos reikalavimus ir norimas skrydžio charakteristikas. Optimizuodami „Lipo“ akumuliatoriaus konfigūraciją, „UAV“ dizaineriai gali pasiekti idealų galios, efektyvumo ir skrydžio trukmės derinį konkrečioms sunkiųjų keltuvų programoms.
Kaip apskaičiuoti optimalų pramoninių dronų naudingų krovinių ląstelių skaičių
Norint nustatyti optimalų pramoninių dronų naudingų krovinių ląstelių skaičių, reikia sisteminio požiūrio, atsižvelgiant į įvairius veiksnius, turinčius įtakos UAV našumui ir efektyvumui. Vykdydami struktūrizuotą skaičiavimo procesą, dizaineriai gali nustatyti tinkamiausią „Lipo“ akumuliatoriaus konfigūraciją jų konkrečioms sunkiųjų pakėlimams.
Vertinant galios reikalavimus
Pirmasis optimalaus ląstelių skaičiaus skaičiavimo žingsnis apima išsamų UAV galios reikalavimų vertinimą. Tai apima tokius veiksnius kaip:
1. Bendras UAV svoris, įskaitant naudingą krovinį
2. norimas skrydžio laikas
3. Variklio specifikacijos ir efektyvumas
4. Propelerio dydis ir žingsnis
5. Laukiamos skrydžio sąlygos (vėjas, temperatūra, aukštis)
Išanalizavę šiuos veiksnius, dizaineriai gali įvertinti bendrą UAV energijos suvartojimą įvairiose skrydžio etapuose, įskaitant kilimą, pelės žymeklį ir skrydį į priekį.
Įtampos ir talpos poreikių nustatymas
Nustačius galios reikalavimus, kitas žingsnis yra nustatyti akumuliatorių sistemos idealią įtampą ir talpos poreikius. Tai apima:
1. Apskaičiuoti optimalią įtampą, pagrįstą variklio specifikacijomis ir norimu našumu
2. Norint pasiekti norimą skrydžio laiką, reikia įvertinti reikiamą pajėgumą (MAH)
3. Atsižvelgiant į maksimalų nepertraukiamo išleidimo greitį, reikalingą didžiausio galios poreikiams
Šie skaičiavimai padeda nustatyti tinkamiausią ląstelių konfigūraciją, nesvarbu, ar tai aukštos įtampos serijos išdėstymas, ar didelės talpos paralelinė sąranka.
Ląstelių skaičiaus ir konfigūracijos optimizavimas
Turėdami omenyje įtampos ir talpos reikalavimus, dizaineriai gali tęsti ląstelių skaičių ir konfigūraciją. Šis procesas paprastai apima:
1. Pasirinkti tinkamą ląstelių tipą (pvz., 18650, 21700 arba maišelio ląstelės)
2. Norint pasiekti norimą įtampą, reikia nustatyti ląstelių skaičių, reikalingą serijose
3. Apskaičiuoti lygiagrečių ląstelių grupių, reikalingų tenkinant talpos ir iškrovos greičio reikalavimus, skaičių
4. Atsižvelgiant į svorio apribojimus ir subalansuojant galios ir svorio santykį
Atidžiai optimizuodami ląstelių skaičių ir konfigūraciją, dizaineriai gali sukurti aLIPO baterijaSistema, teikianti idealią įtampos, talpos ir išleidimo galimybių balansą sunkiojo kelmo pramoninio drono programoms.
Atvejo analizė: 12S ir 6P konfigūracijos krovinių pristatymo dronuose
Norėdami parodyti praktines lygiagrečių ir serijų lipo konfigūracijų poveikis sunkiųjų pakėlimo UAV, išnagrinėkime atvejo analizę, kurioje būtų palygintos 12S (12 ląstelių iš eilės) ir 6P (6 ląstelės lygiagrečiose) sąrankose, skirtos krovinių pristatymo dronams. Šis realaus pasaulio pavyzdys pabrėžia kompromisus ir aspektus, susijusius su optimalios akumuliatoriaus konfigūracijos pasirinkimu konkrečioms programoms.
Scenarijaus apžvalga
Apsvarstykite krovinių pristatymo droną, skirtą nešti iki 10 kg naudingumo per 20 km atstumą. Dronas naudoja keturis didelės galios be šepetėlių nuolatinės srovės variklius ir reikalauja akumuliatorių sistemos, galinčios užtikrinti tiek aukštą įtampą variklio veikimui, tiek pakankamą talpą ilgesniam skrydžio laikui.
12S konfigūracijos analizė
12sLIPO baterijaKonfigūracija suteikia keletą privalumų šiai krovinių pristatymo programai:
1. Aukštesnė įtampa (44,4 V nominali, 50,4 V visiškai įkrauta) už padidėjusį variklio efektyvumą ir galios išėjimą
2. Sumažintas srovės lygis tam tikram galios lygiui, potencialiai pagerinant bendrą sistemos efektyvumą
3. Supaprastintas laidus ir sumažintą svorį dėl mažiau lygiagrečių jungčių
Tačiau 12S sąranka taip pat kelia keletą iššūkių:
1. Aukštesnei įtampai gali prireikti tvirtesnių elektroninių greičio valdiklių (ESC) ir energijos paskirstymo sistemų
2. Sumažinto skrydžio laiko potencialas, jei talpos nepakanka
3. Sudėtingesnė akumuliatorių valdymo sistema (BMS), reikalinga 12 langelių balansavimui ir stebėjimui nuosekliai
6P konfigūracijos analizė
Kita vertus, 6P konfigūracija siūlo skirtingą pranašumų ir svarstymų rinkinį:
1. Padidėjęs pajėgumas ir galimai ilgesnis skrydžio laikas
2. Aukštesnės srovės tvarkymo galimybės, tinkamos didelės galios paklausos scenarijams
3. Patobulintas perteklius ir toleravimas gedimams dėl kelių lygiagrečių ląstelių grupių
Iššūkiai, susiję su 6P sąranka, yra:
1. Mažesnė įtampos išėjimas, potencialiai reikalaujant didesnių matuoklių laidų ir efektyvesnių variklių
2. Padidėjęs lygiagrečių ląstelių balansavimo ir valdymo sudėtingumas
3. Didesnio bendro svorio potencialas dėl papildomų laidų ir jungčių
Našumo palyginimas ir optimalus pasirinkimas
Po kruopštaus bandymo ir analizės buvo pastebėta ši našumo metrika: 12S konfigūracijoje skrydžio laikas buvo 25 minutės, o maksimalus naudingas krovinys buvo 12 kg, o energijos efektyvumas - 92%. 6P konfigūracijoje skrydžio laikas buvo 32 minutės, o maksimali naudinga apkrova buvo 10 kg, o energijos efektyvumas - 88%.
Šiuo atveju optimalus pasirinkimas priklauso nuo konkrečių krovinių pristatymo operacijos prioritetų. Jei pagrindiniai rūpesčiai yra maksimali naudingumo talpa ir energijos efektyvumas, 12S konfigūracija pasirodo geresnė. Tačiau jei prailgintas skrydžio laikas ir pagerintas atleidimas yra kritiškesnis, 6P sąranka suteikia aiškių pranašumų.
Šis atvejo tyrimas parodo, kaip svarbu kruopščiai įvertinti lygiagrečių ir serijos „Lipo“ akumuliatorių konfigūracijų kompromisus sunkiųjų pakėlimo UAV programose. Svarstydami tokius veiksnius kaip įtampos reikalavimai, pajėgumų poreikiai, energijos efektyvumas ir veiklos prioritetai, dizaineriai gali priimti pagrįstus sprendimus, kad optimizuotų savo akumuliatorių sistemas konkrečiems naudojimo atvejams.
Išvada
Pasirinkimas tarp lygiagretių ir serijos „Lipo“ konfigūracijų, skirtų sunkiems UAVS, yra sudėtingas sprendimas, reikalaujantis atidžiai apsvarstyti įvairius veiksnius, įskaitant galios reikalavimus, naudingosios apkrovos talpą, skrydžio laiką ir veiklos prioritetus. Suprasdami įtampos ir dabartinių poreikių niuansus, apskaičiuodami optimalų ląstelių skaičių ir analizuodami realaus pasaulio programas, UAV dizaineriai gali priimti pagrįstus sprendimus, kad padidintų jų sunkiųjų pakėlimo dronų veikimą ir efektyvumą.
Didėjant pajėgesnių ir efektyvesnių sunkiųjų pakilimų UAV poreikiui, akumuliatoriaus konfigūracijų optimizavimo svarba tampa vis kritiškiau. Nesvarbu, ar pasirenkate aukštos įtampos serijos sąranką, ar didelės talpos lygiagrečią tvarką, svarbiausia yra rasti tinkamą balansą, tenkinantį konkrečius kiekvienos programos poreikius.
Jei ieškote aukštos kokybės „Lipo“ baterijų, optimizuotų „Heavy Lift UAV“ programoms, apsvarstykite „Ebattery“ pažangių akumuliatorių sprendimų asortimentą. Mūsų ekspertų komanda gali padėti nustatyti idealią jūsų specifinių poreikių konfigūraciją, užtikrinant optimalų našumą ir patikimumą jūsų sunkiųjų dronų projektams. Susisiekite su mumiscathy@zyepower.comNorėdami sužinoti daugiau apie mūsų pažangąLIPO baterijaTechnologijos ir kaip jos gali pakelti jūsų UAV dizainą į naujas aukštumas.
Nuorodos
1. Johnsonas, A. (2022). Išplėstinės sunkiojo pakėlimo UAV: išsami analizė. Nepilotuojamų oro sistemų žurnalas, 15 (3), 245–260.
2. Smith, R., ir Thompson, K. (2023). Lipo akumuliatorių konfigūracijų optimizavimas pramoninių dronų programoms. Tarptautinė nepilotuojamų orlaivių sistemų konferencija, 78–92.
3. Brown, L. (2021). Akumuliatorių valdymo strategijos, skirtos aukštos kokybės UAV. „Drone Technology Review“, 9 (2), 112–128.
4. Chen, Y., ir Davis, M. (2023). Lyginamasis serijų ir lygiagrečių LIPO konfigūracijų tyrimas krovinių pristatymo dronuose. Journal of Aerospace Engineering, 36 (4), 523-539.
5. Wilsonas, E. (2022). Sunkiųjų pakėlimo UAV energijos sistemų ateitis: tendencijos ir naujovės. Bepilotų sistemų technologija, 12 (1), 18-33.
