Як акумулятор безпілотника впливає на продуктивність БПЛА/безпілотника?

З широко розповсюдженим застосуваннямбезпілотникУ повітряній фотографії, захисті сільськогосподарських культур, логістики, перевірок ліній електропередач та інших галузях їх продуктивності привертають все більше уваги. Як "енергетичне серце" безпілотника, акумулятор не тільки служить джерелом живлення, але й безпосередньо визначає тривалість польоту, стабільність, потужність корисної навантаження та безпеку операцій, що робить його критичним фактором, що впливає на загальну продуктивність безпілотника.

Витривалість: «гра часу» між ємністю акумулятора та щільністю енергії

Витривалість безпілотника визначається в першу чергу за допомогою ємності акумулятора (вимірюється в МАХ) та щільності енергії (вимірюється в WH/кг). Поточні безпілотники споживачів, як правило, використовують літієві батареї з потужностями від 2000 до 5000 мАг та щільністю енергії близько 150-200 Вт/кг, що призводить до часу польоту, як правило, від 20 до 30 хвилин.

Промислові безпілотники, однак, використовують потужні акумулятори високої потужності, потужності високої енергетичної щільності, щоб задовольнити розширені оперативні вимоги, деякі літієві акумулятори досягають щільності енергії, що перевищує 250 Вт/кг. У поєднанні з оптимізованими системами управління акумуляторами (BMS) витривалість польоту може перевершити одну годину.

Більша ємність не завжди краще; Вага та споживання енергії повинні бути збалансовані.

Сліпо збільшення ємності акумулятора для перевищення меж ваги може посилити навантаження на двигун, потенційно скорочуючи витривалість.

Стабільна робота дронних двигунів та систем управління польотом покладається на послідовний вихід напруги. Коли ємність акумулятора знизиться нижче 20%, погані показники розряду можуть спричинити швидкий колапс напруги. Це призводить до нестабільних швидкостей двигуна, що призводить до струсу тіла, контрольних затримок, втрати висоти та у важких випадках втрата контролю.

Багато дронів мають двигуни та електронні контролери швидкості (ESC), оптимізовані для більш високих рівнів напруги. Ці компоненти розроблені для кращого використання наявної потужності, підвищення енергоефективності. Зменшуючи енергетичні відходи та оптимізуючи використання електроенергії, акумулятори високої напруги можуть опосередковано допомогти продовжити час польоту, особливо при поєднанні з вдосконаленими системами управління енергією.

І напруга, і потужність відіграють вирішальну роль у продуктивності акумулятора безпілотника, але вони по -різному впливають на продуктивність акумулятора.

Напруга визначає вихід потужності, впливаючи на швидкість та продуктивність безпілотника. З іншого боку, ємність диктує, як довго ця сила може бути підтримана. Простіше кажучи, напруга регулює швидкість, з якою споживається енергія, тоді як потужність визначає, як довго безпілотник може працювати з цією швидкістю. Вражаючи правильний баланс між напругою та ємністю є ключовим для оптимізації продуктивності безпілотників для конкретних вимог. Надмірна здатність з недостатньою напругою призводить до зниження продуктивності, тоді як надмірна висока напруга з недостатньою ємністю спричиняє швидше виснаження енергії.

Активована активність знижується в низькотемпературних середовищах, викликаючи коливання вихідних напруг. При -10 ° С взимку стандартні літієві акумулятори можуть відчувати 15% -20% падіння напруги, що можна пом'якшити за допомогою попереднього нагрівання або використання акумуляторів з холодною погодою.

Потужність корисної навантаження: збалансування щільності енергії та ваги

БезпілотникЄмність корисної навантаження = максимальна вага зльоту - вага літака - вага акумулятора

При фіксованій максимальній вазі зльоту більша щільність енергії акумулятора означає легку вагу для однієї енергетичної потужності, звільняючи більше місця для корисного навантаження.

Тривалість життя та безпека: вплив на експлуатаційні витрати та операційні ризики

Крім продуктивності, безпека циклу акумулятора безпосередньо впливає на експлуатаційні витрати користувача та безпеку місії. Батареї безпілотників споживачів зазвичай пропонують 300-500 циклів, тоді як літій-акумулятори промислового класу або твердотільні/напівзагідні літій-іонні акумулятори можуть досягати 800-1200 циклів.

Висновок:

Користувачі споживачів повинні вибирати батареї на основі сценаріїв додатків: легкі акумулятори високої енергії для аерофотозйомки; Батареї стандартної ємності для польотів на короткий діапазон. Промислові користувачі повинні налаштувати енергетичні акумуляторні рішення на основі експлуатаційної тривалості та вимог до корисного навантаження.

З постійними проривами в технологіях акумуляторів нові акумулятори, такі як твердотільні та натрієві акумулятори, вступили в фази випробувань безпілотників. Це просування обіцяє тривалість польоту, що перевищує 2 години, і на 30% збільшення потужності корисної навантаження, що ще більше розширює межі заявки безпілотників.