Kokia yra drono akumuliatoriaus vidinė struktūra?

Dronų technologija sukėlė revoliuciją pramonės šakose, pradedant nuo oro fotografijos ir baigiant pramoninėmis programomis. Šių skraidančių stebuklų centre yra kritinis komponentas:Drono ličio baterija. Stabilūs dronų skrydis ir eksploatavimo galimybės visiškai priklauso nuo šių ličio baterijų tikslumo inžinerijos.

Šiame straipsnyje mes įsigilinsime į ląsteles, chemiją ir struktūrąDronų baterijos, atskleidžiant sudėtingumą, kad įvairios nepilotuojamos oro transporto priemonės.

Kiek ląstelių yra standartinėje drono akumuliatoriuje?

Drono akumuliatoriaus ląstelių skaičius gali skirtis atsižvelgiant į drono dydį, galios reikalavimus ir numatytą naudojimą. Tačiau daugumoje standartinių dronų baterijų paprastai yra kelios ląstelės, sujungtos iš eilės ar lygiagrečių konfigūracijų.

Kiekvienos ląstelės viduje teigiamas elektrodas (pvz., Trisminė ličio medžiaga), neigiamas elektrodas (grafitas), elektrolitas (jonų laidininkas) ir separatorius (užkertant kelią trumpiems jungimams tarp elektrodų), veikia kartu, kad būtų pasiekta pagrindinė „energijos kaupimo įkrovimo ir tiekimo energijos išleidimo metu“ funkcija.

Dauguma komercinių ir profesionalių dronų naudoja kelių ląstelių baterijas, kad padidintų energijos ir skrydžio trukmę. Dažniausios konfigūracijos yra: 2S, 3s, 4s ir 6s.

LIPO (ličio polimero) baterijosyra labiausiai paplitęs dronų tipas, kurio kiekviena ląstelė yra 3,7 V. Jungiančios ląstelės iš eilės padidina įtampą, suteikdama didesnę galią drono varikliams ir sistemoms.

Serijos konfigūracijoje ląstelės yra sujungtos nuo galo iki galo, jungiančios teigiamą vienos ląstelės gnybtą su neigiamu kito gnybte. Šis išdėstymas padidina bendrą akumuliatoriaus įtampą, išlaikant tą pačią talpą.

Lygiagrečioje konfigūracijoje baterijos yra sujungtos su visais teigiamais terminalais, sujungtais ir sujungtais neigiamais gnybtais. Šis išdėstymas padidina bendrą akumuliatoriaus talpą (MAH), išlaikant tą pačią įtampą.

Nepaisant konfigūracijos, šiuolaikinės dronų baterijos integruoja sudėtingas akumuliatorių valdymo sistemas (BMS). Šios elektroninės grandinės stebi ir reguliuoja atskirą ląstelių įtampą, užtikrinant subalansuotą įkrovimą ir iškrovimą visose pakuotės ląstelėse.

Vidinė ličio polimerų baterijų struktūra: anodas, katodas ir elektrolitas

Norėdami iš tikrųjų suprasti dronų baterijas, turime ištirti jų vidinius komponentus. Ličio polimerų baterijos, daugumos dronų maitinimo šaltinis, sudaro trys pirminiai elementai: anodas, katodas ir elektrolitas.

Anodas: neigiamas elektrodas

Ličio polimero akumuliatoriaus anodas paprastai yra pagamintas iš grafito, anglies formos. Išleidimo metu ličio jonai juda iš anodo į katodą, išlaisvindami elektronus, kurie teka per išorinę grandinę, kad galėtų maitinti droną.

Katodas: teigiamas elektrodas

Katodą paprastai sudaro ličio metalo oksidas, pavyzdžiui, ličio kobalto oksidas (Licoo₂) arba ličio geležies fosfatas (LIFEPO₄). Katodos medžiagos pasirinkimas daro įtaką akumuliatoriaus veikimo charakteristikoms, įskaitant energijos tankį ir saugumą.

Elektrolitas: jonų greitkelis

Ličio polimero akumuliatoriaus elektrolitas yra ličio druska, ištirpusi organiniame tirpiklyje. Šis komponentas leidžia ličio jonams migruoti tarp anodo ir katodo įkrovos ir iškrovos ciklų metu. Unikalus ličio polimerų baterijų bruožas yra tas, kad šis elektrolitas yra imobilizuotas polimero kompozicijoje, todėl akumuliatorius tampa lankstesnis ir mažiau linkęs pažeisti.

Apsauginė parama: korpusas ir jungtys

Be pagrindinio modulio, drono baterijos korpusas ir jungtys, nors ir tiesiogiai nedalyvaujant energijos tiekime, yra „skeletas“, užtikrinantis struktūrinį vientisumą:

Korpusas: Paprastai pagamintas iš liepsnos sulaikymo ABS plastiko arba aliuminio lydinio, siūlančio atsparumą smūgiui, liepsnos sulėtėjimui ir šiluminei izoliacijai. Tai apima ventiliacijos skylutes, kad būtų išvengta perkaitimo ląstelių veikimo metu.

Jungtys ir sąsajos: Vidiniai kelių grandinių vario laidai (labai laidūs ir atsparūs lenkimui) sujunkite ląsteles prie BMS. Išorinės sąsajos paprastai naudoja XT60 arba XT90 jungtis su atvirkštinio kištuko apsauga, kad būtų išvengta atsitiktinio pažeidimo dėl neteisingų jungčių.

Pagrindinė priežiūra: Apsaugokite vidinius komponentus, kad padidintumėte akumuliatoriaus eksploatavimo laiką

Venkite per didelio įkrovimo ar per didelio įkrovimo (saugokite nuo 20–80% talpos), kad būtų išvengta BMS perkrovos ir ląstelių skilimo;

Venkite vandens patekimo valydami jungtis, kad būtų išvengta trumpų jungčių laidų;

Skubiai pakeiskite pažeistus korpusus, kad apsaugotų vidines ląsteles ir BMS nuo fizinio poveikio.

Vidinė dronų baterijų architektūra yra tiksli „energijos, valdymo ir apsaugos“ sinergija. Atlikus kietojo kūno akumuliatorių ir intelektualios BMS technologijos pažangą, būsimi akumuliatorių dizainai taps kompaktiškesni ir efektyvesni, suteiks pagrindinę paramą dronų našumo atnaujinimui.