Kaip drono akumuliatorius veikia UAV/drono našumą?

Su plačiai paplitusidronaiVykdydami fotografiją iš oro, pasėlių apsauga, logistika, elektros linijų patikrinimai ir kiti laukai, jų našumo galimybės sulaukia vis didesnio dėmesio. Kaip drono „energetinė širdis“, akumuliatorius ne tik yra jo energijos šaltinis, bet ir tiesiogiai nustato skrydžio trukmę, stabilumą, naudingumo talpą ir eksploatavimo saugą, todėl tai yra kritinis veiksnys, darantis įtaką bendram drono našumui.

Ištvermė: „laiko žaidimas“ tarp akumuliatoriaus talpos ir energijos tankio

Drono ištvermę pirmiausia lemia akumuliatoriaus talpa (matuojama MAH) ir energijos tankis (matuojamas WH/kg). Dabartiniuose vartotojų lygio dronuose paprastai naudojamos ličio baterijos, kurių talpa svyruoja nuo 2000 iki 5000 mAh, o energijos tankis apie 150–200 WH/kg, todėl skrydis paprastai būna nuo 20 iki 30 minučių.

Tačiau pramoninio lygio dronai naudoja didelės talpos, didelio energijos tankio galios baterijas, kad patenkintų išplėstinius eksploatavimo poreikius. Kai kurie ličio baterijos pasiekia energijos tankį, viršijantį 250 Wh/kg. Kartu su optimizuotomis akumuliatorių valdymo sistemomis (BMS) skrydžio ištvermė gali pranokti vieną valandą.

Didesnis pajėgumas ne visada geresnis; Svorio ir energijos suvartojimas turi būti subalansuotas.

Akiškai didėjanti akumuliatoriaus talpa viršyti svorio ribas gali sustiprinti variklio apkrovą, o tai gali sutrumpinti ištvermę.

Stabilus dronų variklių ir skrydžio valdymo sistemų veikimas priklauso nuo pastovios įtampos išėjimo. Kai akumuliatoriaus talpa mažėja žemiau 20%, dėl blogo iškrovos efektyvumo gali kilti greitas įtampos griūtis. Tai lemia nestabilų variklio greitį, todėl kūno drebėjimas, kontrolės vėlavimas, aukščio praradimas ir sunkiais atvejais praranda kontrolę.

Daugelyje dronų yra varikliai ir elektroniniai greičio valdikliai (ESC), optimizuoti aukštesnės įtampos lygiui. Šie komponentai yra skirti geriau panaudoti turimą galią, padidinant energijos vartojimo efektyvumą. Sumažindami energijos atliekas ir optimizuojant energijos naudojimą, aukštos įtampos akumuliatoriai gali netiesiogiai padėti pratęsti skrydžio laiką, ypač kai jie suporuoti su pažangiomis energijos valdymo sistemomis.

Tiek įtampa, tiek talpa vaidina lemiamą vaidmenį atliekant drono akumuliatorių veikimą, tačiau jie skirtingai veikia akumuliatoriaus našumą.

Įtampa nustato galią, darant įtaką drono greičiui ir našumui. Kita vertus, pajėgumas diktuoja, kiek laiko ši galia gali būti išlaikyta. Paprasčiau tariant, įtampa lemia energijos sunaudojamos greitį, o talpa nustato, kiek laiko dronas gali veikti tuo greičiu. Stebinti tinkamą pusiausvyrą tarp įtampos ir talpos yra labai svarbus norint optimizuoti drono veikimą atsižvelgiant į konkrečius reikalavimus. Dėl per didelės talpos su nepakankama įtampa lemia sumažėjusį našumą, o per didelė įtampa, kai nepakankama talpa, sukelia greitesnį energijos išeikvojimą.

Akumuliatoriaus aktyvumas mažėja žemos temperatūros aplinkoje, todėl įtampos išėjimo svyravimai sukelia. Esant -10 ° C žiemą, standartinės ličio baterijos gali patirti 15–20% įtampos kritimą, kurį galima sušvelninti pašildant arba naudojant baterijas šaltu oru.

Naudingo krovinio talpa: energijos tankio ir svorio balansavimas

DronasNaudingosios apkrovos talpa = maksimalus kilimo svoris - lėktuvo svoris - akumuliatoriaus svoris

Esant fiksuotam maksimaliam kilimo svoriui, didesnis akumuliatoriaus energijos tankis reiškia lengvesnį svorį tos pačios energijos talpai, atlaisvindama daugiau vietos naudingam kroviniui.

Gyvenimo trukmė ir sauga: įtaka veiklos sąnaudoms ir veiklos rizikai

Be našumo, akumuliatoriaus ciklo gyvenimas ir sauga daro tiesioginę įtaką vartotojo eksploatavimo išlaidoms ir misijos saugai. Vartotojų lygio dronų baterijos paprastai siūlo 300–500 ciklų, o pramoninės klasės galios ličio baterijos arba kietojo kūno/pusiau kietos ličio jonų akumuliatoriai gali pasiekti 800–1200 ciklų.

Išvada:

Vartotojų vartotojai turėtų pasirinkti baterijas pagal taikymo scenarijus: lengvos, didelio energijos tankio akumuliatoriai, skirti fotografuoti oro; standartinės talpos baterijos, skirtos trumpojo nuotolio skrydžiams. Pramonės vartotojai turėtų pritaikyti energijos akumuliatorių sprendimus, atsižvelgiant į eksploatavimo trukmę ir naudingosios apkrovos reikalavimus.

Vykstant akumuliatorių technologijos proveržiams, naujos baterijos, tokios kaip kietojo kūno ir natrio jonų baterijos, pateko į dronų bandymo fazes. Šis pažanga žada skrydžio trukmę, viršijančią 2 valandas, ir 30% padidėjusio naudingosios apkrovos talpos, dar labiau išplėsdamas dronų taikymo ribas.