Како батеријата со беспилотни летала влијае на перформансите на UAV/дронот?

Со широко распространета примена набеспилотни леталаВо воздушната фотографија, заштитата на земјоделските култури, логистиката, инспекциите на електричната енергија и другите полиња, нивните можности за изведба добиваат поголемо внимание. Како „енергетско срце“ на дронот, батеријата не само што служи како нејзин извор на енергија, туку и директно го одредува времетраењето на летот, стабилноста, капацитетот на носивоста и оперативната безбедност, што го прави клучен фактор што влијае на вкупните перформанси на дронот.

Издржливост: „Временската игра“ помеѓу капацитетот на батеријата и густината на енергијата

Издржливоста на дронот првенствено е одредена од капацитетот на батеријата (измерена во MAH) и густината на енергијата (измерена во WH/kg). Тековните беспилотни летала од потрошувачи обично користат литиумски батерии со капацитети од 2000 до 5000 mAh и енергетска густина околу 150-200 Wh/kg, што резултира во време на летање генерално помеѓу 20 и 30 минути.

Меѓутоа, беспилотни летала во индустриска класа, користат батерии со висока капацитет, високо-енергетска густина за да ги исполнат проширените оперативни побарувања, некои литиумски батерии постигнуваат густина на енергија над 250 Ch/kg. Во комбинација со оптимизирани системи за управување со батерии (BMS), издржливоста на летот може да надмине еден час.

Поголем капацитет не е секогаш подобар; Потрошувачката на тежина и енергија мора да биде избалансирана.

Слепо зголемување на капацитетот на батеријата за надминување на границите на тежината може да го засили оптоварувањето на моторот, потенцијално скратување на издржливоста.

Стабилното работење на беспилотни летала и системите за контрола на летот се потпира на постојан излез на напон. Кога капацитетот на батеријата паѓа под 20%, слабите перформанси на празнење можат да предизвикаат брз колапс на напон. Ова доведува до нестабилни брзини на моторот, што резултира во тресење на телото, контролни одложувања, загуба на надморска височина и во тешки случаи, губење на контролата.

Многу беспилотни летала имаат мотори и електронски контролори на брзина (ESC) оптимизирани за повисоки нивоа на напон. Овие компоненти се дизајнирани за подобро користење на достапната моќност, подобрување на енергетската ефикасност. Со намалување на енергетскиот отпад и оптимизирање на употребата на електрична енергија, батериите со висок напон можат индиректно да помогнат во продолжување на времето на летот, особено кога се спарени со напредни системи за управување со енергија.

И напонот и капацитетот играат клучни улоги во перформансите на батеријата на беспилотни летала, но тие влијаат на перформансите на батеријата поинаку.

Напонот го одредува излезот на моќност, влијаејќи на брзината и перформансите на дронот. Капацитетот, од друга страна, диктира колку долго може да се одржи оваа моќ. Едноставно кажано, напонот ја регулира стапката со која се троши енергијата, додека капацитетот одредува колку долго дронот може да работи по таа стапка. Зачувувањето на вистинската рамнотежа помеѓу напонот и капацитетот е клучно за оптимизирање на перформансите на дронот за специфични барања. Прекумерниот капацитет со недоволен напон доведува до намалени перформанси, додека претерано високиот напон со несоодветен капацитет предизвикува побрзо осиромашување на енергијата.

Активноста на батеријата се намалува во околини со ниска температура, предизвикувајќи флуктуации на излез на напон. На -10 ° C Во зима, стандардните литиумски батерии може да доживеат пад на напон од 15% -20%, што може да се ублажи преку загревање или употреба на батерии со ладно време.

Капацитет на оптоварување: Балансирање на густината на енергијата и тежината

ДронКапацитет на оптоварување = Максимална тежина на полетување - Тежина на воздушната рамка - Тежина на батеријата

При фиксна максимална тежина на полетување, поголема густина на енергија на батеријата значи полесна тежина за истиот енергетски капацитет, ослободувајќи повеќе простор за товар.

Животен век и безбедност: Влијание на оперативните трошоци и оперативните ризици

Надвор од перформансите, животот и безбедноста на циклусот на батеријата директно влијаат врз оперативните трошоци на корисниците и безбедноста на мисијата. Батериите со беспилотни летала од потрошувачи обично нудат 300-500 циклуси, додека батериите на литиум во индустриска класа или батерии со цврста состојба/полу-цврста литиум-јон можат да достигнат 800-1200 циклуси.

Заклучок:

Корисниците на потрошувачите треба да избираат батерии засновани на сценарија за апликации: лесни, високо-енергетски батерии со густина за воздушна фотографија; Батерии со стандарден капацитет за летови со краток дострел. Индустриските корисници треба да прилагодат решенија за батерии за напојување врз основа на барањата за времетраење и оптоварување на оптоварување.

Со тековните откритија во технологијата на батерии, новите батерии како батерии со цврста состојба и натриум-јон влегоа во фази за тестирање на беспилотни летала. Овој напредок ветува траење на летот што надминува 2 часа и зголемување од 30% на капацитетот на оптоварување, што дополнително ги проширува границите на апликацијата на беспилотните летала.