Hogyan befolyásolja a drón akkumulátor az UAV/drón teljesítményét?

A széles körben elterjedt alkalmazásdrónokA légi fényképezés, a növényvédelem, a logisztika, az elektromos vezeték -ellenőrzések és más területek területén teljesítményképességük egyre nagyobb figyelmet kap. Mivel a drón „energia szíve”, az akkumulátor nemcsak energiaforrásaként szolgál, hanem közvetlenül meghatározza a repülési időtartamot, a stabilitást, a hasznos teherbírást és az operatív biztonságot, és ez kritikus tényezővé teszi a drón általános teljesítményét.

Kitartás: Az akkumulátor kapacitása és az energia sűrűsége közötti „időjáték”

A drón kitartását elsősorban az akkumulátor kapacitása (MAH -ban mérve) és az energia sűrűségében (WH/kg -ban mérve) határozza meg. A jelenlegi fogyasztói minőségű drónok általában 2000 és 5000 mAh közötti kapacitású lítium akkumulátorokat használnak, és az energia sűrűségét 150-200 WH/kg körül, így a repülési idő általában 20 és 30 perc között van.

Az ipari minőségű drónok azonban nagy kapacitású, nagy energiájú sűrűségű akkumulátorokat alkalmaznak a meghosszabbított működési igények kielégítésére, néhány lítium akkumulátor eléri a 250 WH/kg-ot meghaladó energia sűrűségét. Az optimalizált akkumulátorkezelő rendszerekkel (BMS) kombinálva a repülés kitartása meghaladhatja az egy órát.

A nagyobb kapacitás nem mindig jobb; A súlynak és az energiafogyasztásnak kiegyensúlyozottnak kell lennie.

A vakon növekvő akkumulátor kapacitása a súlykorlátok túllépése érdekében fokozhatja a motor terhelését, potenciálisan lerövidítheti a kitartást.

A drónmotorok és a repülésvezérlő rendszerek stabil működése a következetes feszültség kimenetére támaszkodik. Ha az akkumulátor kapacitása 20%alá esik, a rossz kisülési teljesítmény gyors feszültség -összeomlást okozhat. Ez instabil motorsebességekhez vezet, amelyek test remegéseit, ellenőrzési késleltetését, magasságvesztést és súlyos esetekben a kontroll elvesztését eredményezik.

Számos drón motorokkal és elektronikus sebességvezérlőkkel (ESCS) optimalizálva van a magasabb feszültségszintekhez. Ezeket az alkatrészeket úgy tervezték, hogy jobban felhasználják a rendelkezésre álló energiát, javítva az energiahatékonyságot. Az energiahulladék csökkentésével és az energiafelhasználás optimalizálásával a nagyfeszültségű akkumulátorok közvetett módon segíthetik a repülési idő meghosszabbítását, különösen ha fejlett energiagazdálkodási rendszerekkel párosítják.

Mind a feszültség, mind a kapacitás kritikus szerepet játszik a drón akkumulátor teljesítményében, ám ezek eltérően befolyásolják az akkumulátor teljesítményét.

A feszültség határozza meg az energiát, befolyásolva a drón sebességét és teljesítményét. A kapacitás viszont azt diktálja, hogy mennyi ideig lehet fenntartani ezt az energiát. Egyszerűen fogalmazva: a feszültség szabályozza az energia fogyasztásának sebességét, míg a kapacitás meghatározza, hogy a drón mennyi ideig működhet ilyen sebességgel. A feszültség és a kapacitás közötti megfelelő egyensúly megteremtése kulcsfontosságú a drón teljesítményének optimalizálásához az adott követelményekhez. Az elégtelen feszültséggel rendelkező túlzott kapacitás csökkenti a teljesítményt, míg a nem megfelelő kapacitású túlzottan nagy feszültség gyorsabb energiaszintést okoz.

Az akkumulátor aktivitása csökken az alacsony hőmérsékletű környezetben, ami feszültség kimeneti ingadozását okozza. Télen -10 ° C-on a standard lítium akkumulátorok 15% -20% feszültségcsökkenést tapasztalhatnak, amelyet előmelegítés vagy hideg időjárási akkumulátorok felhasználásával lehet enyhíteni.

Hasznos terhelés kapacitása: Az energia sűrűségének és súlyának kiegyensúlyozása

DrónHasznos terhelés kapacitása = maximális felszállás súlya - Airframe súlya - akkumulátor súlya

Rögzített maximális felszállás súlyánál a magasabb akkumulátor -energia sűrűség könnyebb súlyt jelent ugyanazon energiakapacitásnál, így több helyet szabadít fel a hasznos teher számára.

Élettesség és biztonság: A működési költségek és az operatív kockázatok befolyásolása

A teljesítményen túl az akkumulátor ciklus élettartama és biztonsága közvetlenül befolyásolja a felhasználói működési költségeket és a misszió biztonságát. A fogyasztói minőségű drón akkumulátorok általában 300-500 ciklust kínálnak, míg az ipari minőségű lítium akkumulátorok vagy a szilárdtest/félig szilárd lítium-ion akkumulátorok elérhetik a 800-1200 ciklust.

Következtetés:

A fogyasztói felhasználóknak az alkalmazás forgatókönyvei alapján kell választaniuk az akkumulátorokat: könnyű, nagy energiájú sűrűségű akkumulátorok a légi fényképezéshez; Standard kapacitású akkumulátorok rövid hatótávolságú járatokhoz. Az ipari felhasználóknak a működési időtartam és a hasznos terhelés követelményei alapján testreszabniuk kell az akkumulátor -megoldásokat.

Az akkumulátor technológiájának folyamatban lévő áttöréseivel az új akkumulátorok, például a szilárdtest és a nátrium-ion akkumulátorok drónvizsgálati fázisokat jelentettek. Ez az előrelépés ígéri a 2 órát meghaladó repülési időtartamot, és 30% -kal növekszik a hasznos teher képességének növekedésével, tovább bővítve a drónok alkalmazási határait.