Jaká je vnitřní struktura robotové baterie?

Technologie dronů způsobila revoluci odvětví od letecké fotografie po průmyslové aplikace. V srdci těchto létajících zázraků leží kritická složka:Dron lithiová baterie. Stabilní lety a provozní schopnosti dronů se spoléhají výhradně na přesné inženýrství těchto lithiových baterií.

V tomto článku se ponoříme do buněk, chemie a strukturyDrone baterie, odhalující složitost, která pohání rozmanitá bezpilotní letecká vozidla.

Kolik buněk je ve standardní dronové baterii?

Počet buněk v robotové baterii se může lišit v závislosti na velikosti dronů, požadavků na napájení a zamýšlené použití. Většina standardních baterií dronů však obvykle obsahuje více buněk připojených do řady nebo paralelních konfigurací.

Uvnitř každé buňky pracuje pozitivní elektroda (jako je ternární lithiový materiál), negativní elektroda (grafit), elektrolyt (iontový vodič) a separátor (prevence zkratů mezi elektrodami) společně na dosažení základní funkce „ukládání energie během nabíjení a dodávání energie“.

Většina komerčních a profesionálních dronů využívá baterie s více buňkami ke zvýšení energie a trvání letu. Mezi nejběžnější konfigurace patří: 2S, 3S, 4S a 6s.

Lipo (lithium polymer) bateriejsou nejčastějším typem v dronech, přičemž každá buňka je hodnocena na 3,7 V. Spojovací buňky v sérii zvyšují napětí a dodávají větší sílu motorů a systémů dronů.

V sériové konfiguraci jsou buňky spojeny end-to-end, což spojuje kladný terminál jedné buňky s negativním terminálem dalšího. Toto uspořádání zvyšuje celkové napětí baterie při zachování stejné kapacity.

V paralelní konfiguraci jsou baterie spojeny se všemi pozitivními terminály spojenými a všemi negativními terminály spojenými dohromady. Toto uspořádání zvyšuje celkovou kapacitu (MAH) baterie při zachování stejného napětí.

Bez ohledu na konfiguraci integrují moderní baterie dronů sofistikované systémy správy baterií (BMS). Tyto elektronické obvody monitorují a regulují jednotlivé napětí buněk a zajišťují vyvážené nabíjení a vybíjení napříč všemi buňkami v balíčku.

Vnitřní struktura lithiových polymerních baterií: anoda, katoda a elektrolyt

Abychom skutečně porozuměli dronovým bateriím, musíme prozkoumat jejich vnitřní komponenty. Lithiové polymerní baterie, zdroj energie za většinou dronů, sestává ze tří primárních prvků: anody, katody a elektrolytu.

Anoda: negativní elektroda

Anoda v lithiové polymerní baterii je obvykle vyrobena z grafitu, formy uhlíku. Během výboje se lithiové ionty pohybují z anody na katodu a uvolňují elektrony, které protékají vnějším obvodem, aby napájely drony.

Katoda: pozitivní elektroda

Katoda je obvykle složena z oxidu lithia kovu, jako je oxid lithium kobaltu (Licoo₂) nebo lithium železné fosfát (LifePo₄). Volba katodového materiálu ovlivňuje výkonové vlastnosti baterie, včetně hustoty energie a bezpečnosti.

Elektrolyt: Iontová dálnice

Elektrolyt v lithiové polymerní baterii je lithiová sůl rozpuštěná v organickém rozpouštědle. Tato složka umožňuje migrovat lithiové ionty mezi anodou a katodou během cyklů náboje a vypouštění. Jedinečným rysem lithiových polymerních baterií je to, že tento elektrolyt je imobilizován v polymerním kompozitu, takže baterie je flexibilnější a méně náchylnější k poškození.

Ochranná podpora: Bydlení a konektory

Kromě jádra modulu je krytí a konektory baterie dronové - i když se přímo nezúčastnil dodávání energie - jako „kostra“, která zajišťuje strukturální integritu:

Bydlení: obvykle konstruováno z plamenových plastů nebo hliníkové slitiny ABS-Retardant ABS, nabízející odolnost proti nárazu, zpomalení hoření a tepelnou izolaci. Zahrnuje ventilační otvory, aby se zabránilo přehřátí během provozu buněk.

Konektory a rozhraní: Interní vícevláknové měděné dráty (vysoce vodivé a odolné odolné) spojují buňky k BMS. Externí rozhraní běžně používají konektory XT60 nebo XT90 s ochranou reverzních plug, aby se zabránilo náhodnému poškození nesprávnými připojeními.

Základní údržba: Chraňte vnitřní komponenty pro prodloužení životnosti baterie

Vyvarujte se přebíjení nebo nadměrného vymezení (uložte mezi 20%-80% kapacitou), abyste zabránili přetížení BMS a degradaci buněk;

Při čištění konektorů se vyhněte vniknutí vody, abyste zabránili zkratům při zapojení;

Okamžitě vyměňte poškozené pouzdra, abyste chránili vnitřní buňky a BMS před fyzickým dopadem.

Vnitřní architektura baterií dronů představuje přesnou synergii „energie, kontroly a ochrany“. S pokrokem v pevných bateriích a inteligentních technologiích BMS se budoucí návrhy baterií stanou kompaktnějšími a efektivnějšími a poskytují základní podporu pro vylepšení výkonu dronů.