Ako dron batéria ovplyvňuje výkon UAV/dron?

S rozšíreným uplatňovanímdronyPri leteckej fotografii, ochrane plodín, logistike, inšpekciám elektrického vedenia a iných oblastí sa ich výkonnostným schopnostiam dostávajú na zvyšujúcu sa pozornosti. Ako „energetické srdce“ drona, batéria slúži nielen ako zdroj energie, ale priamo určuje trvanie letu, stabilitu, kapacitu užitočného zaťaženia a prevádzkovú bezpečnosť, čo z nej robí kritický faktor ovplyvňujúci celkový výkon dronov.

Vytrvalosť: „Časová hra“ medzi kapacitou batérie a hustotou energie

Vytrvalosť dronov je primárne určená kapacitou batérie (meraná v MAH) a hustotou energie (meraná v WH/kg). Súčasné roboty spotrebiteľa zvyčajne používajú lítiové batérie s kapacitou v rozmedzí od 2000 do 5 000 mAh a hustoty energie okolo 150-200 WH/kg, čo má za následok čas letu vo všeobecnosti medzi 20 a 30 minútami.

Priemyselné lietadlá však využívajú vysokokapacitné batérie s vysokou energetickou hustotou na splnenie rozšírených prevádzkových požiadaviek, niektoré lítiové batérie dosahujú energetickú hustotu presahujúcu 250 WH/kg. V kombinácii s optimalizovanými systémami na správu batérií (BMS) môže letová vytrvalosť prekonať jednu hodinu.

Väčšia kapacita nie je vždy lepšia; Hmotnosť a spotreba energie musia byť vyvážené.

Slepo zvyšujúca sa kapacita batérie na prekročenie hmotnostných limitov môže zintenzívniť zaťaženie motora, čo potenciálne skracuje vytrvalosť.

Stabilná prevádzka dronových motorov a systémov riadenia letu sa spolieha na konzistentný výstup napätia. Ak kapacita batérie klesne pod 20%, zlý výkon výboja môže spôsobiť rýchle kolaps napätia. To vedie k nestabilným motorickým rýchlostiam, čo vedie k traseniam tela, oneskoreniam kontroly, strate nadmorskej výšky a v závažných prípadoch stratu kontroly.

Mnoho robotov obsahuje motory a elektronické regulátory rýchlosti (ESC) optimalizované pre vyššie úrovne napätia. Tieto komponenty sú navrhnuté tak, aby lepšie využívali dostupnú energiu a zvýšili energetickú účinnosť. Znížením odpadu z energie a optimalizáciou využitia energie môžu batérie s vysokým napätím nepriamo pomôcť predĺžiť čas letu, najmä ak sú spárované so systémami pokročilých energetických riadení.

Vrcholom napätia a kapacity hrajú rozhodujúce úlohy pri výkone batérie dronu, ale ovplyvňujú výkon batérie inak.

Napätie určuje výstup výkonu, čo ovplyvňuje rýchlosť a výkon drona. Na druhej strane kapacita diktuje, ako dlho je možné túto silu udržať. Jednoducho povedané, napätie riadi sadzbu, akou sa spotrebuje energia, zatiaľ čo kapacita určuje, ako dlho môže robot pracovať v tejto miere. Zasiahnutie správnej rovnováhy medzi napätím a kapacitou je kľúčom k optimalizácii výkonu dronov pre konkrétne požiadavky. Nadmerná kapacita s nedostatočným napätím vedie k zníženému výkonu, zatiaľ čo nadmerne vysoké napätie s nedostatočnou kapacitou spôsobuje rýchlejšie vyčerpanie energie.

Aktivita batérie klesá v prostrediach s nízkym teplotou, čo spôsobuje kolísanie výstupu napätia. Pri -10 ° C v zime môžu štandardné lítiové batérie zažiť pokles napätia 15%-20%, ktorý je možné zmierniť predhrievaním alebo pomocou batérií za studena.

Kapacita užitočného zaťaženia: vyváženie hustoty a hmotnosti energie

DronKapacita užitočného zaťaženia = maximálna hmotnosť vzletu - hmotnosť draku - hmotnosť batérie

Pri pevnej maximálnej hmotnosti vzletu znamená vyššia hustota energie batérie ľahšiu hmotnosť pre rovnakú energetickú kapacitu, ktorá uvoľní viac miesta pre užitočné zaťaženie.

Životnosť a bezpečnosť: Vplyv prevádzkových nákladov a prevádzkových rizík

Okrem výkonu, životnosť a bezpečnosť cyklu batérie priamo ovplyvňujú prevádzkové náklady používateľov a bezpečnosť misie. Dronové batérie spotrebiteľa zvyčajne ponúkajú 300-500 cyklov, zatiaľ čo lítiové batérie v priemyselnej úrovni alebo batérie s pevným štátom/polotuhové lítium-iónové batérie môžu dosiahnuť 800-1200 cyklov.

Záver:

Užívatelia spotrebiteľov by si mali vybrať batérie na základe aplikačných scenárov: ľahké batérie s vysokou energetickou hustotou pre letecké fotografie; batérie štandardnej kapacity pre lety s krátkym dosahom. Priemyselní používatelia by mali prispôsobiť riešenia batérií na základe prevádzkového trvania a požiadaviek na užitočné zaťaženie.

Vďaka pretrvávajúcim prielomom v technológii batérií vstúpili nové batérie, ako sú batérie v tuhom stave a sodíka iónov, do fáz testovania robotov. Tento pokrok sľubuje trvanie letu presahujúce 2 hodiny a 30% zvýšenie kapacity užitočného zaťaženia, čím sa ďalej rozširuje hranice aplikácií bezpilotných lietadiel.