Как батерията на дрона влияе върху производителността на БПЛА/дрона?

С широкото приложение надроновеПри въздушната фотография, защитата на културите, логистиката, проверките на електропроводите и други полета, техните възможности за изпълнение получават все по -голямо внимание. Тъй като „енергийното сърце“ на дрона, батерията не само служи като своя източник на енергия, но и директно определя продължителността на полета, стабилността, капацитета на полезния товар и оперативната безопасност, което го прави критичен фактор, влияещ върху общата производителност на дрона.

Издръжливост: „Играта във времето“ между капацитета на батерията и енергийната плътност

Издръжливостта на дрона се определя предимно от капацитета на батерията (измерена в МАХ) и енергийната плътност (измерена в WH/kg). Настоящите дронове от потребителски клас обикновено използват литиеви батерии с капацитет, вариращи от 2000 до 5000 mAh и енергийна плътност около 150-200 wh/kg, което води до време на полет обикновено между 20 и 30 минути.

Дроновете от индустриален клас обаче използват мощни батерии с висок капацитет, висока енергийна плътност, за да отговорят на разширените оперативни изисквания Някои литиеви батерии постигат енергийна плътност над 250 wh/kg. В комбинация с оптимизирани системи за управление на батерията (BMS), издръжливостта на полета може да надмине един час.

По -големият капацитет не винаги е по -добър; Теглото и консумацията на енергия трябва да бъдат балансирани.

Сляпото увеличаване на капацитета на батерията до надвишаване на ограниченията на теглото може да засили натоварването на двигателя, като потенциално скъсява издръжливостта.

Стабилната работа на моторите на дронове и системите за управление на полета разчита на постоянен изход на напрежението. Когато капацитетът на батерията падне под 20%, лошата производителност на изпускане може да доведе до бързо срутване на напрежението. Това води до нестабилни скорости на двигателя, което води до разклащане на тялото, закъснения на контрола, загуба на надморска височина и в тежки случаи загуба на контрол.

Много дронове разполагат с двигатели и електронни контролери за скорост (ESC), оптимизирани за по -високи нива на напрежение. Тези компоненти са проектирани да използват по -добре наличната мощност, повишавайки енергийната ефективност. Чрез намаляване на енергийните отпадъци и оптимизиране на използването на енергия, батериите с високо напрежение могат косвено да помогнат за удължаване на времето на полета, особено когато са сдвоени с напреднали системи за управление на енергията.

Както напрежението, така и капацитетът играят решаващи роли в производителността на батерията на дрона, но те влияят по различен начин на производителността на батерията.

Напрежението определя мощността, влияещо върху скоростта и производителността на дрона. Капацитетът, от друга страна, диктува колко дълго може да се поддържа тази сила. Най -просто казано, напрежението управлява скоростта, с която се консумира енергия, докато капацитетът определя колко дълго може да работи дронът при тази скорост. Повтарянето на правилния баланс между напрежението и капацитета е от ключово значение за оптимизиране на производителността на дрона за специфични изисквания. Прекомерният капацитет с недостатъчно напрежение води до намаляване на работата, докато прекалено високото напрежение с недостатъчен капацитет причинява по -бързо изчерпване на енергията.

Активността на батерията намалява в среди с ниска температура, причинявайки колебания на изхода на напрежението. При -10 ° C през зимата стандартните литиеви батерии могат да изпитат спад на напрежението с 15% -20%, който може да бъде смекчен чрез предварително загряване или използване на батерии със студено време.

Капацитет на полезния товар: Балансиране на енергийната плътност и тегло

ДронКапацитет на полезния товар = Максимално тегло на излитане - тегло на самолета - тегло на батерията

При фиксирано максимално тегло на излитане по -голямата плътност на енергията на батерията означава по -леко тегло за същия енергиен капацитет, освобождавайки повече място за полезен товар.

Живот и безопасност: Въздействие върху оперативните разходи и оперативните рискове

Отвъд производителността, животът и безопасността на цикъла на батерията влияят пряко върху оперативните разходи и безопасността на мисията. Дроновите батерии от потребителски клас обикновено предлагат 300-500 цикъла, докато литиевите батерии с промишлен клас или твърдото състояние/полутвърди литиево-йонни батерии могат да достигнат 800-1200 цикъла.

Заключение:

Потребителите трябва да избират батерии въз основа на сценарии на приложение: леки батерии с висока енергийна плътност за въздушна фотография; Батерии със стандартен капацитет за полети на къси разстояния. Индустриалните потребители трябва да приспособяват решения за захранване на батерията въз основа на оперативната продължителност и изискванията за полезен товар.

С постоянните пробиви в технологията на батерията, нови батерии като твърдо състояние и натриево-йонни батерии са въвели фази за тестване на дронове. Този напредък обещава продължителността на полета над 2 часа и 30% увеличение на капацитета на полезен товар, като допълнително разширява границите на приложенията на дронове.