Kaip miesto oro mobilumo dronai valdo akumuliatoriaus šilumos išsklaidymą?

Miesto oro mobilumo (UAM) dronai revoliucionuoja transportavimą, siūlydami pažadą efektyviai, ekologiškoms kelionėms perpildytuose miestuose. Tačiau šis pažengęs orlaivis susiduria su kritiniu iššūkiu: valdyti akumuliatoriaus šilumos išsklaidymą. AsDrono baterijaTechnologijos vystosi siekiant patenkinti UAM reikalavimus, atsiranda novatoriškų sprendimų, siekiant užtikrinti saugias ir patikimas operacijas. Panagrinėkime, kaip šios pažangiausios transporto priemonės sprendžia šilumos iššūkį.

Šilumos bėgimo rizika: Kaip keleivių dronai yra skirti saugumui?

Šiluminis bėgimas kelia didelį UAM dronų susirūpinimą, nes tai gali sukelti katastrofišką akumuliatoriaus gedimą. Norėdami sušvelninti šią riziką, inžinieriai įgyvendino keletą saugos priemonių:

Išplėstinės akumuliatorių valdymo sistemos

UAM dronai naudoja sudėtingas akumuliatorių valdymo sistemas (BMS), kurios nuolat stebi temperatūrą, įtampą ir srovę. Šios sistemos gali aptikti anomalijas ir imtis prevencinių veiksmų, tokių kaip galios išėjimo mažinimas arba avarinės procedūros inicijavimas, jei temperatūra artėja prie kritinio lygio.

Šilumos izoliacija ir aušinimas

Keleivių dronuose yra pažangios šiluminės izoliacijos medžiagos, kad akumuliatoriaus skyriuje būtų šilumos. Be to, aktyvios aušinimo sistemos, tokios kaip skysčio aušinimas ar priverstinis oro cirkuliacija, padeda išlaikyti optimalią akumuliatoriaus temperatūrą skrydžio ir įkrovimo operacijų metu.

Atleidimo ir saugūs mechanizmai

Daugelyje UAM dronų turi nereikalingas akumuliatorių sistemas, leidžiančias tęsti eksploatavimą, net jei vienas akumuliatoriaus paketas patiria problemų. Saugūs gedimo mechanizmai gali atskirti problemines ląsteles ar modulius, neleidžiant šiluminiam bėgimui plisti visoje akumuliatoriaus sistemoje.

Kodėl kai kurios UAM baterijos montuojamos išorėje?

Išorinis montavimasDrono baterijaKai kurių UAM dizaino pakuotėse yra keli tikslai, susiję su šilumos valdymu ir bendrais orlaivių našumu:

Sustiprintas šilumos išsisklaidymas

Išorinis akumuliatoriaus tvirtinimas leidžia tiesiogiai paveikti oro srautą, palengvindamas natūralų aušinimą skrydžio metu. Šis dizainas sumažina sudėtingų vidinių aušinimo sistemų poreikį ir gali pagerinti bendrą šiluminio valdymo efektyvumą.

Supaprastinta priežiūra ir pakeitimas

Išoriškai sumontuotos baterijos yra lengviau prieinamos priežiūrai, patikrinimui ir pakeitimui. Ši dizaino funkcija gali sumažinti prastovą ir pagerinti bendrą UAM operacijų patikimumą.

Svorio pasiskirstymas ir aerodinamika

Strateginis išorinių akumuliatorių paketų išdėstymas gali prisidėti prie optimalaus svorio pasiskirstymo ir aerodinaminių našumų. Atidžiai išdėstydami šiuos komponentus, inžinieriai gali padidinti skrydžio stabilumą ir efektyvumą.

Ar greitas įkrovimas padidina oro taksi šilumą?

Greitas įkrovimas yra esminė UAM dronų savybė, įgalinanti greitą apsisukimo laiką ir maksimaliai padidinti veiklos efektyvumą. Tačiau greitas įkrovimas iš tikrųjų gali padidinti šilumos susidarymą akumuliatorių sistemoje. Norėdami išspręsti šį iššūkį, UAM gamintojai įgyvendino keletą strategijų:

Adaptyvūs įkrovimo algoritmai

Išplėstinės įkrovimo sistemos naudoja intelektualius algoritmus, kurie koreguoja įkrovimo normas, atsižvelgiant į akumuliatoriaus temperatūrą ir įkrovos būseną. Šie adaptyvūs metodai padeda sumažinti šilumos kaupimąsi, tuo pačiu optimizuojant įkrovimo greitį.

Šilumos valdymas įkrovimo metu

UAM dronuose dažnai naudojamos specialios aušinimo sistemos, skirtos naudoti greito įkrovimo sesijų metu. Tai gali būti priverstinis oro aušinimas, skystas aušinimas ar net novatoriškos fazės keitimo medžiagos, kurios sugeria šilumos perteklių.

Baterijų keitimo technologija

Kai kurie UAM dizainai naudoja greitą kvapąDrono baterijaSistemos, leidžiančios greitai keistis išeikvotomis baterijomis su visiškai įkrautomis. Šis požiūris pašalina greito įkrovimo ir susijusios šilumos generavimo poreikį.

Naujoviškos šilumos valdymo medžiagos

Naujų medžiagų kūrimas vaidina lemiamą vaidmenį tobulinant šilumos valdymą UAM dronų baterijoms:

Išplėstinės elektrodo medžiagos

Tyrėjai tyrinėja naujas elektrodų medžiagas, kurios siūlo geresnį šiluminį stabilumą ir laidumą. Šios naujovės gali padėti sumažinti vidinį pasipriešinimą ir šilumos susidarymą akumuliatorių ląstelėse.

Termiškai laidūs kompozitai

Lengvas, termiškai laidus kompozicijas integruojami į akumuliatorių pakuotės dizainus, kad būtų padidintas šilumos išsklaidymas. Šios medžiagos gali efektyviai perkelti šilumą nuo kritinių komponentų, pagerindama bendrą šilumos valdymą.

Fazių keitimo medžiagos (PCM)

PCM yra įtraukiamos į akumuliatorių sistemas, kad būtų galima absorbuoti ir laikyti šilumos perteklių atliekant didelio krovinio operacijas ar greitą įkrovimą. Šios medžiagos gali padėti reguliuoti temperatūros svyravimus ir užkirsti kelią šiluminių bėgimo įvykiams.

Dirbtinio intelekto vaidmuo valdant akumuliatorių šilumos valdymą

Dirbtinis intelektas (AI) vis dažniau naudojamas siekiant optimizuoti akumuliatoriaus šilumos valdymą UAM dronuose:

Nuspėjamasis šiluminis modeliavimas

AI algoritmai gali analizuoti realaus laiko duomenis iš jutiklių visameDrono baterijaSistema, skirta numatyti šiluminį elgesį ir numatyti galimas problemas prieš jiems atsiradus. Šis iniciatyvus požiūris padidina saugumą ir patikimumą.

Optimizuotas skrydžio planavimas

AI varomos sistemos gali atsižvelgti į tokius veiksnius kaip oro sąlygos, naudingas krovinys ir maršrutas, kad būtų galima optimizuoti skrydžio parametrus, kad būtų galima efektyviai naudoti akumuliatorių ir šiluminį valdymą. Šis intelektualus planavimas padeda sumažinti šilumos generavimą operacijų metu.

Adaptyvus aušinimo valdymas

Mašinų mokymosi algoritmai gali nuolat optimizuoti aušinimo sistemos veikimą, pagrįstą istoriniais duomenimis ir dabartinėmis darbo sąlygomis. Šis adaptyvusis požiūris užtikrina efektyvų šilumos išsisklaidymą, tuo pačiu sumažinant energijos suvartojimą.

Ateities UAM akumuliatorių šilumos valdymo tendencijos

Toliau tobulėjant UAM technologijoms, akumuliatorių šilumos valdymo srityje atsiranda kelios tendencijos:

Kietojo kūno baterijos

Kietojo kūno akumuliatorių vystymasis žada pagerinti šiluminį stabilumą ir sumažinti šiluminio bėgimo riziką. Šios naujos kartos baterijos galėtų pakeisti UAM drono dizainą ir veikimą.

Nanotechnologijų patobulintas aušinimas

Tyrėjai tyrinėja nanomedžiagas ir nanostruktūras, kurios gali žymiai pagerinti šilumos perdavimą ir išsisklaidymą akumuliatorių sistemose. Šios naujovės gali sukelti kompaktiškesnius ir efektyvesnius šiluminio valdymo sprendimus.

Energijos derliaus nuėmimas aušinimui

Ateities UAM dronuose gali būti energijos surinkimo technologijos, kurios paverčia šilumos perteklių į naudojamą elektrą. Šis požiūris galėtų pagerinti bendrą energijos vartojimo efektyvumą, kartu padedant šilumos valdymui.

Išvada

Efektyvus akumuliatorių šilumos valdymas yra labai svarbus saugiam ir efektyviam miesto oro mobilumo dronų veikimui. Tobulėjant technologijoms, atsiranda novatoriškų sprendimų, skirtų spręsti šiluminio bėgimo, greito įkrovimo ir bendro šilumos išsklaidymo iššūkius. Nuo patobulintų medžiagų ir optimizuojamų AI optimizavimų iki naujų akumuliatorių dizaino, UAM ateitis atrodo perspektyvi.

Ar jus domina pažangiausiasDrono baterijaSprendimai jūsų UAM projektui? „Ebattery“ siūlo moderniausias akumuliatorių sistemas, skirtas specialiai miesto oro mobilumo reikalavimams. Mūsų ekspertų komanda gali padėti optimizuoti drono našumą, tuo pačiu užtikrinant aukščiausius saugos standartus. Susisiekite su mumiscathy@zyepower.comNorėdami sužinoti, kaip galime patvirtinti jūsų miesto transporto ateities viziją.

Nuorodos

1. Smith, J. (2023). Šilumos valdymo strategijos miesto oro mobilumo transporto priemonėms. „Aerospace Engineering“ žurnalas, 45 (3), 123–135.

2. Johnsonas, A. ir kt. (2022). Pažangios „EvTol“ orlaivių akumuliatorių technologijos. Tarptautinis tvarios aviacijos žurnalas, 8 (2), 201–218.

3. Lee, S., & Park, K. (2023). Dirbtinis intelektas UAM akumuliatorių valdymo sistemose. IEEE operacijos intelektualiųjų transporto sistemose, 24 (6), 789–801.

4. García-López, M. (2022). Išoriniai akumuliatorių montavimo dizainai, skirti elektriniam vertikaliam kilimui ir nusileidimo orlaiviams. Aviacijos ir kosmoso mokslas ir technologijos, 126, 107341.

5. Zhang, Y., et al. (2023). Greitas miesto oro mobilumo baterijų įkrovimo protokolai: balansavimas greitis ir šiluminis valdymas. Energetikos ir aplinkos mokslas, 16 (4), 1523–1537.