Jak dlouho vydrží baterie v pevném stavu?

Jak dlouho vydrží polovodičové baterie? 

Realistická odpověď pro operátory UAV

Počet cyklů je číslo, ke kterému vede většina výrobců baterií. 700 cyklů. 800 cyklů. Někdy víc. Pro provozovatele UAV, kteří se snaží plánovat náhradní rozpočty a plány správy vozového parku, je toto číslo užitečné, ale neúplné. Ve skutečnosti záleží na tom, jak se tyto cykly promítnou do kalendářního času – a zda baterie vydrží tak dlouho, i když ji nebudete tak intenzivně používat.

Zde je úplnější obrázeksolid state baterieživotnost pro komerční provoz UAV.

Život v cyklu vs. Život v kalendáři: Dvě různé hodiny

Každá baterie běží na 2 hodinách současně. Prvním je počet cyklů – kolikrát bylo plně nabito a vybito. Druhým je kalendářní věk – jak dlouho existuje, bez ohledu na to, jak moc byl používán.

Na obojím záleží. Solid State UAV baterie dimenzovaná na 800 cyklů stále zažívá kalendářní stárnutí, i když sedí ve skladu. Materiály elektrod pomalu reagují s elektrolytem. Lithium migruje v nepatrných množstvích i bez proudu. Baterie, která je uložena po dobu 3 let a poté uvedena do provozu, nebude fungovat stejně jako baterie uložená po dobu 3 měsíců.

Polovodičové baterie mají výhodu na obou hodinách ve srovnání s běžnými LiPo packy, ale výhoda je výraznější na cyklových než kalendářních hodinách.

Životnost cyklu ve skutečných provozních podmínkách UAV

Hodnoty 600 až 900 cyklů uváděné pro komerční solid state UAV baterie představují zachování kapacity nad 80 % za standardizovaných testovacích podmínek. V reálném provozu v terénu se dosah liší v závislosti na tom, jak tvrdě je baterie zpracována.

Konzervativní odhad pro polovodičové baterie UAV v typických komerčních provozech – mírná rychlost vybíjení, rozumné řízení teploty, skladování při částečném nabití mezi misemi – uvádí praktickou životnost cyklu na 700 až 850 cyklů, než udržení kapacity klesne pod operačně užitečné prahové hodnoty pro většinu profilů misí.

Co to znamená v kalendářních letech, zcela závisí na frekvenci cyklu vaší operace:

Letadlo létající 2 mise denně, 5 dní v týdnu, 50 týdnů v roce dokončí zhruba 500 cyklů ročně. Při 750 použitelných cyklech vydrží toto balení přibližně 18 měsíců před výměnou.

Letadlo létající na 1 misi denně podle stejného plánu absolvuje 250 cyklů ročně – stejné hranice 750 cyklů dosáhne přibližně za 3 roky.

Baterie v sezónním provozu – 200 cyklů během 6měsíční aktivní sezóny – může dosáhnout limitu cyklu na hranici 3 až 4 let, ale stárnutí kalendáře začne ovlivňovat výkon ještě předtím.

Skladovatelnost a kalendářní stárnutí

Pevné baterie při skladování se za stejných podmínek degradují pomaleji než baterie LiPo. Snížená reaktivita elektrolytu, která dává polovodičovým bateriím lepší životnost, také zpomaluje proces stárnutí kalendáře – ale nezastavuje ho.

Rozumné očekávání pro solid state UAV baterie ve správných podmínkách skladování – částečné nabití (40 až 60 %), stabilní teplota mezi 60 a 75 °F, suché prostředí – je 3 až 5 let skladovací životnosti, než se degradace kapacity stane provozně významnou. To je příznivé ve srovnání s LiPo baleními, kde je typičtější skladovatelnost 2 až 3 roky za pečlivých podmínek.

Pro sezónní operace nebo zásoby záložních baterií je tato prodloužená stabilita úložiště smysluplnou provozní výhodou nad rámec toho, co zachycují čísla životnosti.

Co zkracuje životnost rychleji, než se očekávalo

Obě hodiny běží rychleji za specifických podmínek, které operátoři UAV řídí:

Provoz nebo skladování při vysoké teplotě urychluje stárnutí kalendáře bez ohledu na počet cyklů. Konzistentní hluboké vybíjení pod 20 % zbývajícího nabití urychluje stárnutí cyklu rychleji než profily středního vybíjení. Časté rychlé nabíjení při maximálních jmenovitých rychlostech nabíjení bez řízení teploty posouvá oba hodiny vpřed současně.

Pevné baterie snášejí tyto podmínky lépe než ekvivalenty LiPo – ale tolerovat není totéž jako imunní. Výkonnostní výhoda se zužuje, když jsou provozní podmínky trvale špatné.

Plánování výměny baterie pro flotily UAV

Pro komerční operátory, kteří vytvářejí roční rozpočty na baterie: Frekvence cyklů určuje intervaly výměny přesněji než kalendářní čas pro flotily s vysokým využitím. U málo vytížených vozových parků a sezónních provozů se stárnutí kalendáře stává paralelním omezením, které stojí za zohlednění spolu s počtem cyklů.

ZYEBATTERYposkytuje údaje o uchování životnosti cyklu a pokyny k životnosti pro pevné lithium-iontové a vysoce výkonné lithium-polymerové UAV baterie – protože plánování výměny funguje nejlépe, když jsou viditelné obě hodiny, nejen počet cyklů na technickém listu.