Mely nagy energiájú szilárdtest-akkumulátorok alkalmasak nagy hatótávolságú UAV küldetésekre?

Nagy energiájú szilárdtest akkumulátorokamelyek megfelelnek a nagy hatótávolságú UAV-küldetéseknek, azok a nagyon magas Wh/kg-ot egyesítik a megfelelő feszültséggel, C-aránnyal és alaktényezővel a repülőgépvázhoz – nem akármilyen „szilárdtest” címkével.

Mit jelent valójában a „nagy energia” a nagy hatótávolságú UAV-k számára?

A nagy hatótávolságú, rögzített szárnyú vagy VTOL UAV-k esetében általában fix felszállási tömeg mellett próbálja maximalizálni a repülési időt. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy szilárdtest vagy félig szilárdtest akkumulátorokat kell választani:

A csomagszintű energiasűrűség jellemzően 250–350 Wh/kg vagy magasabb, így lényegesen több felhasználható energiát kap, mint egy tipikus, azonos tömegű LiPo csomag.

Mérsékelt C-arányok (például 5–10 C folyamatos), amelyek elegendőek a felszálláshoz, az emelkedéshez és a VTOL átmenetekhez, de optimalizálva a hatékony utazáshoz, nem pedig extrém sorozatokhoz.

Feszültségkonfigurációk (6S, 12S, 14S és újabb), amelyek megfelelnek a meghajtórendszer hatékonyságának, és alacsonyan tartják az áramerősséget, hogy csökkentsék az I²R veszteséget a kábelekben és az ESC-kben.

Ezek a paraméterek együttesen határozzák meg, hogy a nagy hatótávolságú UAV reálisan mennyit repülhet egyetlen töltéssel.

A nagy hatótávolságú platformokon látható tipikus szilárdtest-opciók

A legtöbb nagy hatótávolságú UAV-projekt ma a három nagyenergiájú szilárdtest-tervezési irány egyikét használja:

Félszilárd állapotú Li-ion csomagok (körülbelül 300–350 Wh/kg)

A félig szilárd állapotú akkumulátorok szilárd és gélszerű elektrolit keverékét használják a nagy energiasűrűség elérése érdekében, nagyobb biztonsággal és stabilitással, mint a hagyományos Li-ion.

Az ebbe az osztályba tartozó, kereskedelmi forgalomban lévő UAV-fókuszú csomagok gyakran 6S és 12S, 16–36 Ah tartományban kaphatók, 300+ Wh/kg körüli csomagszintű sűrűséggel, így erős jelöltek a hosszú élettartamú rögzített szárnyú és VTOL térképező drónokhoz.

Nagy energiájú szilárdtest Li-ion csomagok tartós drónokhoz

Egyes beszállítók „szilárd fázisú Li-ion” UAV-akkumulátorokat kínálnak, amelyek energiasűrűsége meghaladja a hagyományos LiPo-t, de valamivel alacsonyabb a legagresszívebb félszilárd kiviteleknél, csomagszinten gyakran ~230–260 Wh/kg sávban.

Ezek akkor vonzóak, ha nagyobb energiafogyasztást, robusztus ciklus-élettartamot és erős biztonsági ráhagyást szeretne a kereskedelmi vagy kormányzati küldetésekhez.

Következő generációs lítium-fém szilárdtest cellák (a jövőbeli tervekhez)

Az eVTOL-ban és a rakodó-dróntérben a lítium-fém/oxid-kerámia szilárdtest-akkumulátorok 400+ Wh/kg-ot elérő vagy megcélzó bemutatókon láthatók, a tesztrepülések pedig 60-90%-kal növelik az állóképességet a folyékony elektrolit csomagokkal szemben.

Ezek még mindig kialakulóban vannak, de rámutatnak arra, hogy a nagy hatótávolságú UAV-akkumulátor-technológia a következő termékgenerációkban halad.

MertZYEBATTERYtartalommal kapcsolatban, jobb a megoldásokat ezekbe a tervezési osztályokba csoportosítani, mint erősen támaszkodni harmadik felek márkaneveire.

Hogyan illeszthetünk egy nagy energiájú félvezető akkumulátort egy nagy hatótávolságú UAV-hoz

Ha értékeli, hogy melyik nagy energiájú szilárdtest-akkumulátor „illik” egy nagy hatótávolságú küldetéshez, nézze meg, hogy mennyire illeszkedik a következőkhöz:

A küldetés profilja: A hosszú, állandósult állapotú körutazás (térképezés, folyosó ellenőrzése) leginkább a nagyon magas Wh/kg-ból és a mérsékelt C-sebességből profitál, míg a vegyes VTOL és loiter küldetésekhez némileg nagyobb teljesítményre van szükség.

Repülőgép-váz integráció: A vékony, szárnyba integrált vagy a törzset átölelő csomagok csökkenthetik a légellenállást és javíthatják a súlypont irányítását, így a tárolt energiát valódi extra percekké alakítva a levegőben.

Hő- és környezeti feltételek: A szilárd halmazállapotú és félig szilárd csomagok erős alacsony hőmérsékleten teljesítőképességgel és jó termikus stabilitással segítenek megőrizni az állóképességet hideg, meleg vagy nagy magasságban végzett műveleteknél.

Biztonság és előírások: A nem gyúlékony vagy gyengén gyúlékony szilárd/félszilárd elektrolitok csökkentik a tűzveszélyt, ami fontos a BVLOS és az infrastruktúrán vagy lakott folyosókon végzett műveleteknél.

A legjobban illeszkedő akkumulátor az, amely mind a négynek megfelel anélkül, hogy kompromisszumot kényszerítene a hasznos teherbírásban vagy a repülési térben.