Як довго працюють твердотільні батареї?

Як довго працюють твердотільні батареї? 

Реалістична відповідь для операторів БПЛА

Кількість циклів — це число, яке використовують більшість виробників акумуляторів. 700 циклів. 800 циклів. Іноді більше. Для операторів БПЛА, які намагаються спланувати бюджети заміни та графіки управління флотом, це число корисне, але неповне. Насправді важливо, як ці цикли перетворюються на календарний час — і чи прослужить акумулятор стільки, навіть якщо ви не використовуєте його так сильно.

Ось більш повна картинатвердотільний акумулятортермін служби для комерційних операцій БПЛА.

Цикл життя проти календарного життя: два різних годинника

Кожна батарейка працює на 2 годинниках одночасно. Перший — кількість циклів — скільки разів він був повністю заряджений і розряджений. Другий — календарний вік — як довго він існує, незалежно від того, скільки його використовували.

Обидва мають значення. Твердотільна батарея БПЛА, розрахована на 800 циклів, усе ще зазнає старіння за календарем, навіть коли знаходиться на зберіганні. Матеріали електродів повільно реагують з електролітом. Літій мігрує в невеликих кількостях навіть без струму. Акумулятор, який зберігається протягом 3 років, а потім введений в експлуатацію, не працюватиме так само, як акумулятор, який зберігається протягом 3 місяців.

Твердотільні батареї мають перевагу на обох годинниках порівняно зі звичайними акумуляторами LiPo, але перевага більш виражена на циклічному годиннику, ніж на годиннику з календарем.

Цикл життя в реальних умовах експлуатації БПЛА

Цифри від 600 до 900 циклів, наведені для комерційних твердотільних батарей БПЛА, представляють збереження ємності понад 80% за стандартизованих умов тестування. У реальних польових операціях дальність варіюється залежно від того, наскільки навантажено акумулятор.

Консервативна оцінка для твердотільних батарей БПЛА в типових комерційних операціях — помірна швидкість розряду, прийнятне керування температурою, зберігання з частковим зарядом між місіями — показує практичний термін служби від 700 до 850 циклів, перш ніж збереження ємності впаде нижче експлуатаційно корисних порогів для більшості профілів місій.

Що це означає в календарних роках, повністю залежить від частоти циклу вашої операції:

Літак, який виконує 2 місії щодня, 5 днів на тиждень, 50 тижнів на рік, виконує приблизно 500 циклів на рік. При 750 придатних циклах цього пакета вистачає приблизно на 18 місяців до заміни.

Літак, що виконує 1 місію щодня за тим самим розкладом, виконує 250 циклів щорічно, досягаючи тієї самої позначки в 750 циклів приблизно через 3 роки.

Акумулятор у сезонній експлуатації — 200 циклів протягом 6-місячного активного сезону — може досягти ліміту циклу на позначці від 3 до 4 років, але старіння за календарем почне впливати на продуктивність раніше.

Термін зберігання та старіння календаря

Твердотільні батареї, що зберігаються, розкладаються повільніше, ніж LiPo, за еквівалентних умов. Знижена реакційна здатність електроліту, що забезпечує подовження терміну служби твердотільних батарей, також уповільнює процес старіння календаря, але не зупиняє його.

Розумне очікування для твердотільних батарей БПЛА за належних умов зберігання — частковий заряд (40–60%), стабільна температура від 60 до 75°F, сухе середовище — становить від 3 до 5 років терміну служби до того, як зниження ємності стане значним для експлуатації. Це вигідно порівняно з пакетами LiPo, де більш типовим є термін зберігання від 2 до 3 років за дбайливих умов.

Для сезонних операцій або інвентаризації резервних акумуляторів така розширена стабільність зберігання є значною операційною перевагою, що перевищує показники циклу служби.

Що скорочує тривалість життя швидше, ніж очікувалося

Обидва годинники працюють швидше за певних умов, які контролюють оператори БПЛА:

Експлуатація або зберігання при високій температурі прискорює старіння календаря незалежно від кількості циклів. Постійний глибокий розряд із залишковим зарядом нижче 20% прискорює старіння циклу швидше, ніж профілі помірного розряду. Часте швидке заряджання з максимальною номінальною швидкістю заряду без керування температурою одночасно переводить обидва годинники вперед.

Твердотільні батареї переносять ці умови краще, ніж еквіваленти LiPo, але терпимість не означає стійкість. Перевага в продуктивності звужується, якщо умови роботи стабільно погані.

Планування заміни батареї для флоту БПЛА

Для комерційних операторів, які створюють річний бюджет акумуляторів: частота циклів визначає інтервали заміни точніше, ніж календарний час для парків з високим рівнем використання. Для парків з низьким рівнем використання та сезонних операцій старіння календаря стає паралельним обмеженням, яке варто враховувати разом із підрахунком циклів.

ZYEBATTERYнадає дані про збереження циклу та вказівки щодо терміну зберігання для твердотільних літій-іонних і високопродуктивних літій-полімерних батарей БПЛА — оскільки планування заміни працює найкраще, коли видно обидва годинники, а не лише кількість циклів у технічних характеристиках.