Jak dronová baterie ovlivňuje výkon UAV/Drone?

S rozšířenou aplikacídronyV letecké fotografii, ochraně plodin, logistice, kontrole elektrického vedení a dalších oborech se jejich výkonnostní schopnosti zvyšují. Jako „energetické srdce“ dronu, baterie nejen slouží jako zdroj energie, ale také přímo určuje dobu trvání letu, stabilitu, kapacitu užitečného zatížení a provozní bezpečnost, což z ní činí kritický faktor ovlivňující celkový výkon dronů.

Vytrvalost: „Časová hra“ mezi kapacitou baterie a hustotou energie

Vytrvalost dronů je primárně určena kapacitou baterie (měřeno v MAH) a hustotou energie (měřeno v WH/kg). Současné drony spotřebitelského stupně obvykle používají lithiové baterie s kapacitou v rozmezí od roku 2000 do 5 000 mAh a energetické hustoty kolem 150-200 wh/kg, což vede k době letu obecně mezi 20 a 30 minutami.

Průmyslové drony však používají vysokokapacitní a vysoce energetické hustotní výkonové baterie, aby splňovaly rozšířené provozní požadavky, některé lithiové baterie dosahují energetické hustoty přesahující 250 WH/kg. V kombinaci s optimalizovanými systémy správy baterií (BMS) může letové vytrvalosti překonat jednu hodinu.

Větší kapacita není vždy lepší; Spotřeba hmotnosti a energie musí být vyvážená.

Slepě se zvyšuje kapacita baterie pro překročení hmotnosti limitů může zintenzivnit zatížení motoru a potenciálně zkrátit vytrvalost.

Stabilní provoz dronových motorů a systémů řízení letu se spoléhá na konzistentní výstup napětí. Když kapacita baterie klesne pod 20%, může špatný výbojový výkon způsobit rychlý kolaps napětí. To vede k nestabilním rychlostem motoru, což má za následek koktejly těla, kontrolní zpoždění, ztrátu nadmořské výšky a ve závažných případech ztrátu kontroly.

Mnoho dronů má motory a elektronické regulátory rychlosti (ESC) optimalizované pro vyšší úrovně napětí. Tyto komponenty jsou navrženy tak, aby lépe využívaly dostupné energie a zvyšovaly energetickou účinnost. Snížením odpadu na energii a optimalizací využití energie mohou vysokopěťové baterie nepřímo pomáhat prodloužit dobu letu, zejména při spárování s pokročilými systémy řízení energie.

Napětí i kapacita hrají klíčové role ve výkonu baterie dronů, ale ovlivňují výkon baterie jinak.

Napětí určuje výstupní výstup, což ovlivňuje rychlost a výkon dronů. Kapacita na druhé straně diktuje, jak dlouho lze tuto sílu udržovat. Jednoduše řečeno, napětí řídí rychlost, jakou je spotřebována energie, zatímco kapacita určuje, jak dlouho může dron fungovat při této rychlosti. Zasažení správné rovnováhy mezi napětím a kapacitou je klíčem k optimalizaci výkonu dronů pro specifické požadavky. Nadměrná kapacita s nedostatečným napětím vede ke snížení výkonu, zatímco nadměrně vysoké napětí s nedostatečnou kapacitou způsobuje rychlejší vyčerpání energie.

Aktivita baterie se snižuje v prostředí nízkoteplotních prostředí a způsobuje výkony výstupu napětí. Při zimě -10 ° C mohou standardní lithiové baterie zažít 15% -20% pokles napětí, který lze zmírnit předehříváním nebo pomocí baterií chladného počasí.

Kapacita užitečného zatížení: Vyrovnávání hustoty a hmotnosti energie

TrubecKapacita užitečného zatížení = maximální vzletová hmotnost - hmotnost draku - hmotnost baterie

Při pevné maximální hmotnosti vzletu znamená vyšší hustota energie baterie lehčí hmotnost pro stejnou energetickou kapacitu a uvolňuje více místa pro užitečné zatížení.

Životnost a bezpečnost: ovlivňování provozních nákladů a provozních rizik

Kromě výkonu životnost a bezpečnost cyklu baterie přímo ovlivňuje provozní náklady uživatele a bezpečnost misí. Baterie Drone pro spotřebitele obvykle nabízejí 300–500 cyklů, zatímco průmyslové výkonové lithiové baterie nebo pevné/polotuhé lithium-iontové baterie mohou dosáhnout 800–1200 cyklů.

Závěr:

Uživatelé spotřebitelů by si měli vybrat baterie na základě aplikačních scénářů: lehké baterie s vysokou energií pro leteckou fotografii; Standardní kapacitní baterie pro lety krátkého dosahu. Průmysloví uživatelé by měli přizpůsobit řešení baterií na základě provozních trvání a požadavků na užitečné zatížení.

S probíhajícími průlomy v technologii baterií vstoupily nové baterie jako pevné a sodíkové iontové baterie do fází testování dronů. Tento pokrok slibuje trvání letu přesahující 2 hodiny a 30% zvýšení kapacity užitečného zatížení, což dále rozšíří hranice aplikace dronů.