Внатре во батерија со беспилотни летала: клетки, хемија и структура

Технологијата на беспилотни летала револуционизираше разни индустрии, од воздушна фотографија до услуги за испорака. Во срцето на овие летачки чуда лежи клучна компонента:Батерија со беспилотни летала. Разбирањето на сложените детали за батериите на беспилотни летала е од суштинско значење и за ентузијастите и за професионалците. Во овој сеопфатен водич, ќе истражуваме во клетките, хемијата и структурата на батериите на беспилотни летала, разоткривајќи ги комплексностите што ги напојуваат овие воздушни чуда.

Колку ќелии се наоѓаат во стандардна батерија со беспилотни летала?

Бројот на клетки во аБатерија со беспилотни леталаможе да варира во зависност од големината на дронот, барањата за моќност и намената за употреба. Сепак, повеќето стандардни батерии на беспилотни летала обично содржат повеќе клетки поврзани во серија или паралелни конфигурации.

Едноклеточни наспроти мулти-клеточни батерии

Додека некои помали беспилотни летала може да користат едноклеточни батерии, повеќето комерцијални и професионални беспилотни летала користат мулти-клеточни батерии за зголемена моќност и време на лет. Најчестите конфигурации вклучуваат:

- 2s (две ќелии во серија)

- 3s (три ќелии во серија)

- 4s (четири ќелии во серија)

- 6s (шест ќелии во серија)

Секоја ќелија во липо (литиум полимер) батерија, најчестиот вид што се користи во беспилотните летала, има номинален напон од 3,7V. Со поврзување на ќелиите во серија, напонот се зголемува, обезбедувајќи поголема моќност на моторите и системите на дронот.

Пребројување на ќелии и перформанси на беспилотни летала

Бројот на клетки директно влијае на перформансите на дронот:

Повисоко броење на ќелии = повисок напон = поголема моќност и брзина

Понизок број на ќелии = помал напон = подолго време на летање (во некои случаи)

Професионалните беспилотни летала често користат 6S батерии за оптимални перформанси, додека беспилотните летала во хоби може да користат 3S или 4S конфигурации.

Внатрешни батерии за липо: аноди, катоди и електролити

Да се ​​разбереБатерии со беспилотни летала, треба да ги испитаме нивните внатрешни компоненти. Липо батерии, централата зад повеќето беспилотни летала, се состојат од три главни елементи: аноди, катоди и електролити.

Анода: Негативната електрода

Анодата во липо батерија е обично изработена од графит, форма на јаглерод. За време на празнењето, литиумските јони се движат од анодата до катодата, ослободувајќи електрони што течат низ надворешното коло, напојувајќи го дронот.

Катода: Позитивната електрода

Катодната Изборот на катоден материјал влијае на карактеристиките на перформансите на батеријата, вклучително и густина на енергија и безбедност.

Електролит: автопат јон

Електролитот во липо батерија е литиумска сол растворена во органски растворувач. Оваа компонента им овозможува на литиумските јони да се движат помеѓу анодата и катодата за време на циклусите на полнење и празнење. Единствената сопственост на батериите на липо е дека овој електролит се држи во полимер композит, со што батеријата ја прави пофлексибилна и отпорна на оштетување.

Хемијата зад летот со беспилотни летала

За време на празнењето, литиумските јони се движат од анодата до катодата преку електролитот, додека електроните течат низ надворешното коло, напојувајќи го дронот. Овој процес се менува за време на полнењето, при што литиумските јони се враќаат назад кон анодата.

Ефикасноста на овој електрохемиски процес ги одредува перформансите на батеријата, влијаат врз факторите како што се:

- густина на енергија

- излез на енергија

- Стапки за полнење/празнење

- циклус живот

Конфигурации на батерии: Серија наспроти паралелно

Начинот на кој клетките се распоредени во рамките на аБатерија со беспилотни леталаПакувајте значително влијае на неговите вкупни перформанси. Се користат две основни конфигурации: серии и паралелни врски.

Конфигурација на серии: Засилување на напон

Во конфигурацијата на серија, клетките се поврзани од крај до крај, со позитивен терминал на една клетка поврзана со негативниот терминал на следниот. Овој аранжман го зголемува целокупниот напон на батеријата додека го одржува истиот капацитет.

На пример:

Конфигурација 2S: 2 x 3,7V = 7.4V

Конфигурација 3S: 3 x 3,7V = 11.1V

Конфигурација 4S: 4 x 3,7V = 14.8V

Врските со сериите се клучни за обезбедување на потребниот напон на мотори на беспилотни летала и други компоненти со голема побарувачка.

Паралелна конфигурација: зголемување на капацитетот

Во паралелна конфигурација, клетките се поврзани со сите позитивни терминали споени заедно и сите негативни терминали се здружија. Овој аранжман го зголемува целокупниот капацитет (MAH) на батеријата, додека го одржува истиот напон.

На пример, поврзувањето на две клетки од 2000mAh паралелно ќе резултира во батерија од 2S 4000mAh.

Хибридни конфигурации: Најдоброто од двата света

Многу батерии на беспилотни летала користат комбинација на серии и паралелни конфигурации за да се постигне посакуваниот напон и капацитет. На пример, конфигурацијата од 4S2P ќе има четири ќелии во серија, со две такви сериски жици поврзани паралелно.

Овој хибриден пристап им овозможува на производителите на беспилотни летала да ги прилагодат перформансите на батеријата за да ги исполнат специфичните барања за време на летот, излез на енергија и целокупната тежина.

Закон за балансирање: Улогата на системите за управување со батеријата

Без оглед на конфигурацијата, модерните батерии на беспилотни летала вклучуваат софистицирани системи за управување со батерии (BMS). Овие електронски кола ги следат и контролираат индивидуалните напони на клетките, обезбедувајќи балансирано полнење и празнење низ сите клетки во пакетот.

БМС игра клучна улога во:

1. Спречување на преполнување и преполнување прекумерно

2 Балансирање на напоните на ќелијата за оптимални перформанси

3. Мониторирање на температурата за да се спречи термички бегство

4 Обезбедување на безбедносни карактеристики како што е заштита од краток спој

Иднината на конфигурациите на батеријата на беспилотни летала

Бидејќи технологијата на беспилотни летала продолжува да се развива, можеме да очекуваме да видиме напредок во конфигурациите на батерии. Некои потенцијални случувања вклучуваат:

1. Паметни батерии со вградена дијагностика и предвидливи можности за одржување

2 Модуларни дизајни кои овозможуваат лесна замена на клетките и надградби на капацитет

3. Интеграција на супер-апартатори за подобрена испорака на електрична енергија за време на операциите со голема побарувачка

Овие иновации најверојатно ќе доведат до беспилотни летала со подолги времиња на летање, подобрена сигурност и подобрени безбедносни карактеристики.

Заклучок

Разбирањето на сложеноста на батериите на беспилотни летала - од броењето на клетките до внатрешната хемија и конфигурациите на пакетите - е клучно за секој што е вклучен во индустријата за беспилотни летала. Како што напредува технологијата, можеме да очекуваме да видиме уште пософистицирани решенија за батерии кои ги туркаат границите на она што е можно во воздушната роботика.

За оние што бараат да останат во првите редови наБатерија со беспилотни леталаТехнологијата, Ebattery нуди врвни решенија дизајнирани за максимизирање на перформансите и сигурноста. Нашиот стручен тим е посветен на обезбедување на врвни батерии кои ги задоволуваат потребите за развој на индустријата за беспилотни летала. За да дознаете повеќе за нашите иновативни решенија за батерии или да разговарате за вашите специфични барања, не двоумете се да допрат до нас во насcathy@zeepower.com. Ајде да ја напојуваме иднината на летот заедно!

Референци

1. Смит, Ј (2022). "Напредни технологии за батерии на беспилотни летала: Сеопфатен преглед." Весник на беспилотни воздушни системи, 15 (3), 245-260.

2. Johnson, A. & Lee, S. (2021). "Литиум полимерна хемија на батерии за современи беспилотни летала." Меѓународен весник за складирање на енергија, 8 (2), 112-128.

3. Браун, Р. (2023). "Оптимизирање на конфигурациите на батеријата на беспилотни летала за подобрени перформанси." Преглед на технологија на беспилотни летала, 7 (1), 78-92.

4. angанг, Л. и др. (2022). „Безбедносни размислувања во батерии со беспилотни летала со голема капацитет“. Journalурнал за извори на енергија, 412, 229-241.

5. Андерсон, М. (2023). „Иднината на моќноста на беспилотните летала: Новите технологии на батерии и нивните апликации“. Технологија на беспилотни системи, 11 (4), 301-315.