Ako dlho vydržia polovodičové batérie?

Ako dlho vydržia polovodičové batérie? 

Realistická odpoveď pre operátorov UAV

Počet cyklov je číslo, ku ktorému vedie väčšina výrobcov batérií. 700 cyklov. 800 cyklov. Niekedy aj viac. Pre prevádzkovateľov UAV, ktorí sa snažia naplánovať rozpočty na výmenu a plány riadenia flotily, je toto číslo užitočné, ale neúplné. V skutočnosti je dôležité, ako sa tieto cykly premietnu do kalendárneho času – a či batéria vydrží tak dlho, aj keď ju nebudete tak tvrdo používať.

Tu je úplnejší obrazpevná batériaživotnosť pre komerčné operácie UAV.

Život cyklu verzus kalendárny život: Dve rôzne hodiny

Každá batéria beží na 2 hodinách súčasne. Prvým je počet cyklov – koľkokrát bolo úplne nabité a vybité. Druhým je kalendárny vek – ako dlho existuje, bez ohľadu na to, do akej miery sa používa.

Na oboch záleží. Pevná batéria UAV s kapacitou 800 cyklov stále starne podľa kalendára, aj keď sedí v sklade. Materiály elektród pomaly reagujú s elektrolytom. Lítium migruje v nepatrných množstvách aj bez prúdu. Batéria, ktorá je skladovaná 3 roky a potom uvedená do prevádzky, nebude fungovať rovnako ako 1 batéria skladovaná 3 mesiace.

Polovodičové batérie majú výhodu na oboch hodinách v porovnaní s bežnými LiPo packami, ale táto výhoda je výraznejšia na cykloch ako na kalendárnych.

Životnosť cyklu v skutočných prevádzkových podmienkach UAV

Hodnoty 600 až 900 cyklov uvádzané pre komerčné polovodičové batérie UAV predstavujú zachovanie kapacity nad 80 % za štandardných testovacích podmienok. V reálnych operáciách v teréne sa dosah líši v závislosti od toho, ako tvrdo je batéria vyťažená.

Konzervatívny odhad pre polovodičové batérie UAV v typických komerčných prevádzkach – mierna rýchlosť vybíjania, primerané riadenie teploty, skladovanie pri čiastočnom nabití medzi misiami – uvádza praktickú životnosť cyklu na 700 až 850 cyklov, kým udržanie kapacity klesne pod prevádzkovo užitočné prahové hodnoty pre väčšinu profilov misií.

Čo to znamená v kalendárnych rokoch, závisí výlučne od frekvencie cyklu vašej prevádzky:

Lietadlo letiace na 2 misie denne, 5 dní v týždni, 50 týždňov v roku absolvuje približne 500 cyklov ročne. Pri 750 použiteľných cykloch vydrží toto balenie približne 18 mesiacov pred výmenou.

Lietadlo letiace na 1 misiu denne podľa rovnakého harmonogramu absolvuje 250 cyklov ročne – rovnakú hranicu 750 cyklov dosiahne približne za 3 roky.

Batéria v sezónnej prevádzke – 200 cyklov počas 6-mesačnej aktívnej sezóny – môže dosiahnuť svoj limit cyklu na 3 až 4 rokoch, ale starnutie v kalendári začne ovplyvňovať výkon ešte predtým.

Skladovateľnosť a kalendárne starnutie

Skladované batérie v pevnej fáze sa za rovnakých podmienok degradujú pomalšie ako batérie LiPo. Znížená reaktivita elektrolytu, ktorá dáva polovodičovým batériám lepšiu životnosť cyklu, tiež spomaľuje proces starnutia kalendára - ale nezastavuje ho.

Primeraným predpokladom pre pevné batérie UAV v správnych podmienkach skladovania – čiastočné nabitie (40 až 60 %), stabilná teplota medzi 60 a 75 °F, suché prostredie – je životnosť 3 až 5 rokov, kým sa zníženie kapacity stane prevádzkovo významné. To je priaznivo porovnateľné s LiPo obalmi, kde je typickejšia 2 až 3 roky skladovateľnosti pri opatrných podmienkach.

Pre sezónne operácie alebo zásoby záložných batérií je táto rozšírená stabilita skladovania zmysluplnou prevádzkovou výhodou nad rámec toho, čo zaznamenávajú čísla životnosti.

Čo skracuje životnosť rýchlejšie, ako sa očakávalo

Obidve hodiny bežia rýchlejšie za špecifických podmienok, ktoré riadia operátori UAV:

Prevádzka alebo skladovanie pri vysokej teplote urýchľuje starnutie kalendára bez ohľadu na počet cyklov. Konzistentné hlboké vybitie pod 20 % zostávajúceho nabitia urýchľuje starnutie cyklu rýchlejšie ako stredné profily vybíjania. Časté rýchle nabíjanie pri maximálnych menovitých rýchlostiach nabíjania bez riadenia teploty posúva obe hodiny súčasne dopredu.

Pevné batérie tolerujú tieto podmienky lepšie ako ekvivalenty LiPo – ale tolerovať nie je to isté ako imúnne. Výkonnostná výhoda sa zužuje, keď sú prevádzkové podmienky trvalo zlé.

Plánovanie výmeny batérie pre flotily UAV

Pre komerčných operátorov, ktorí vytvárajú ročné rozpočty na batérie: frekvencia cyklov určuje intervaly výmeny presnejšie ako kalendárny čas pre flotily s vysokým využitím. Pre flotily s nízkou mierou využitia a sezónne prevádzky sa starnutie kalendára stáva súbežným obmedzením, ktoré stojí za to zohľadniť spolu s počtom cyklov.

ZYEBATTERYposkytuje údaje o životnosti cyklu a návod na životnosť pre pevné lítium-iónové a vysokovýkonné lítium-polymérové ​​UAV batérie – pretože plánovanie výmeny funguje najlepšie, keď sú viditeľné obe hodiny, nielen počet cyklov na technickom liste.