Cum afectează bateria dronei performanța UAV/drone?

Cu aplicarea pe scară largă adroneÎn fotografia aeriană, protecția culturilor, logistica, inspecțiile liniei electrice și alte câmpuri, capacitățile lor de performanță primesc o atenție din ce în ce mai mare. Ca „inima energetică” a dronei, bateria nu numai că servește ca sursă de alimentare, dar, de asemenea, determină direct durata zborului, stabilitatea, capacitatea de încărcare utilă și siguranța operațională, ceea ce îl face un factor critic care influențează performanța generală a dronei.

Endurance: „jocul de timp” între capacitatea bateriei și densitatea energiei

Endurarea unui drone este determinată în principal de capacitatea bateriei (măsurată în MAH) și de densitatea energetică (măsurată în WH/kg). Dronele actuale de calitate consumatoare folosesc de obicei baterii de litiu cu capacități cuprinse între 2000 și 5000 mAh și densități de energie în jur de 150-200 WH/kg, rezultând timp de zbor în general între 20 și 30 de minute.

Cu toate acestea, drone de calitate industrială folosesc baterii de înaltă capacitate, cu densitate mare de energie pentru a răspunde cerințelor operaționale extinse, unele baterii de litiu obțin densități energetice care depășesc 250 WH/kg. Combinată cu sisteme optimizate de gestionare a bateriilor (BMS), rezistența la zbor poate depăși o oră.

O capacitate mai mare nu este întotdeauna mai bună; Greutatea și consumul de energie trebuie echilibrat.

Creșterea orbește a capacității bateriei pentru a depăși limitele de greutate poate intensifica încărcarea motorului, potențial scurtarea rezistenței.

Funcționarea stabilă a motoarelor drone și a sistemelor de control al zborului se bazează pe o ieșire constantă de tensiune. Când capacitatea bateriei scade sub 20%, performanța slabă a descărcării poate provoca prăbușirea rapidă a tensiunii. Acest lucru duce la viteze motorii instabile, rezultând scuturări ale corpului, întârzieri de control, pierderea altitudinii și, în cazuri severe, pierderea controlului.

Multe drone prezintă motoare și controlere de viteză electronică (ESC) optimizate pentru niveluri mai mari de tensiune. Aceste componente sunt concepute pentru a utiliza mai bine puterea disponibilă, sporind eficiența energetică. Prin reducerea deșeurilor de energie și optimizarea consumului de energie, bateriile de înaltă tensiune pot ajuta indirect la prelungirea timpului de zbor, în special atunci când sunt asociate cu sisteme avansate de gestionare a energiei.

Atât tensiunea, cât și capacitatea joacă roluri cruciale în performanța bateriei drone, dar acestea au impact asupra performanței bateriei.

Tensiunea determină puterea de putere, influențând viteza și performanța dronei. Capacitatea, pe de altă parte, dictează cât timp poate fi susținută această putere. Mai simplu spus, tensiunea reglementează rata cu care se consumă energie, în timp ce capacitatea determină cât timp poate funcționa drona la acest ritm. Strângerea echilibrului corect între tensiune și capacitate este esențială pentru optimizarea performanței dronei pentru cerințe specifice. Capacitatea excesivă cu o tensiune insuficientă duce la performanțe diminuate, în timp ce tensiunea excesiv de înaltă, cu o capacitate inadecvată determină o epuizare mai rapidă a energiei.

Activitatea bateriei scade în medii la temperaturi joase, provocând fluctuații de ieșire a tensiunii. La -10 ° C iarna, bateriile standard de litiu pot experimenta o scădere de tensiune de 15% -20%, care poate fi atenuată prin preîncălzire sau utilizarea bateriilor de vreme rece.

Capacitate de sarcină utilă: echilibrarea densității și greutății energiei

TrântorCapacitate de sarcină utilă = Greutate maximă de decolare - Greutatea cadrelor aeriene - Greutatea bateriei

La o greutate maximă de decolare fixă, densitatea mai mare a energiei bateriei înseamnă o greutate mai ușoară pentru aceeași capacitate de energie, eliberând mai mult spațiu pentru sarcină utilă.

Durata de viață și siguranța: impactul costurilor de exploatare și a riscurilor operaționale

Dincolo de performanță, durata de viață și siguranța unei baterii influențează direct costurile de operare a utilizatorilor și siguranța misiunii. Bateriile de drone de calitate pentru consumatori oferă de obicei 300-500 de cicluri, în timp ce bateriile cu litiu de calitate industrială sau baterii cu ioni cu stat solid/semi-solid pot ajunge la 800-1200 de cicluri.

Concluzie:

Utilizatorii consumatorilor ar trebui să selecteze baterii pe baza scenariilor de aplicație: baterii ușoare, de înaltă energie pentru fotografie aeriană; Baterii cu capacitate standard pentru zboruri cu rază scurtă de acțiune. Utilizatorii industriali ar trebui să adapteze soluțiile de baterii Power pe baza duratei operaționale și a cerințelor de sarcină utilă.

Cu descoperiri continue în tehnologia bateriei, bateriile noi precum bateriile cu stat solid și ioni de sodiu au intrat în faze de testare a dronei. Acest avans promite durate de zbor care depășesc 2 ore și o creștere de 30% a capacității de sarcină utilă, extinzând în continuare limitele cererii de drone.