Kuidas droonipatarei mõjutab UAV/drooni jõudlust?

Laialdaselt rakendadesdroonidAerofotograafia, põllukultuuride kaitse, logistika, elektriliinide kontrollide ja muude valdkondade puhul pööravad nende jõudlusvõimalused üha suuremat tähelepanu. Drooni energiasüdamena ei toimi aku mitte ainult oma energiaallikana, vaid määrab otseselt ka lennu kestuse, stabiilsuse, kandevõime ja tööohutuse, muutes selle kriitiliseks teguriks, mis mõjutab drooni üldist jõudlust.

Vastupidavus: aku mahu ja energiatiheduse vaheline ajamäng

Drooni vastupidavus määrab peamiselt aku maht (mõõdetuna MAH -is) ja energiatihedusega (mõõdetuna WH/kg). Praegused tarbijakvaliteedilised droonid kasutavad tavaliselt liitiumpatareisid, mille maht on vahemikus 2000 kuni 5000 mAh ja energiatihedus umbes 150-200 WH/kg, mille tulemuseks on lennuajad tavaliselt 20–30 minutit.

Tööstusliku kvaliteediga droonid kasutavad aga suure võimsusega suure energiatihedusega võimsusega akusid, et rahuldada pikendatud operatiivvajadusi Mõned liitiumakud saavutavad energiatiheduse, mis ületab 250 WH/kg. Kombineerituna optimeeritud akuhaldussüsteemidega (BMS) võib lennu vastupidavus ületada tund.

Suurem võimsus pole alati parem; Kaal ja energiatarbimine peab olema tasakaalus.

Pimesi suurendamine aku mahutavuse ületamiseks võib intensiivistada mootori koormust, lühendades vastupidavust.

Droonimootorite ja lennujuhtimissüsteemide stabiilne töö tugineb järjepideva pinge väljundile. Kui aku maht langeb alla 20%, võib halva tühjenemise tulemus põhjustada kiiret pinge kokkuvarisemist. See põhjustab ebastabiilset motoorset kiirust, mille tulemuseks on keha värisemine, kontroll viivitused, kõrguse kadu ja rasketel juhtudel kontrolli kaotus.

Paljudel droonidel on mootorid ja elektroonilised kiiruse kontrollerid (ESC), mis on optimeeritud kõrgema pingetaseme jaoks. Need komponendid on loodud saadaoleva võimsuse paremaks kasutamiseks, suurendades energiatõhusust. Vähendades energiajäätmeid ja optimeerides energiatarbimist, võivad suurepinge akud kaudselt aidata lennuaega pikendada, eriti kui see on seotud täiustatud energiahaldussüsteemidega.

Nii pinge kui ka võimsus mängivad drooni aku jõudluses olulisi rolle, kuid need mõjutavad aku jõudlust erinevalt.

Pinge määrab võimsuse, mõjutades drooni kiirust ja jõudlust. Mahutavus seevastu dikteerib, kui kaua seda jõudu saab säilitada. Lihtsamalt öeldes reguleerib pinge energia tarbitamise kiirust, samal ajal kui mahutavus määrab, kui kaua droon selle kiirusega töötab. Drooni jõudluse optimeerimiseks konkreetsete nõuete jaoks on võtmetähtsusega pinge ja võimsuse vahel õige tasakaalu löömine. Ebapiisava pingega ülemäärane võime põhjustab jõudlust, samas kui liiga kõrge pinge, ebapiisava mahutavuse ja ebapiisava mahutavuse, põhjustab kiiremat energiat.

Aku aktiivsus väheneb madala temperatuuriga keskkonnas, põhjustades pinge väljundi kõikumisi. Talvel temperatuuril -10 ° C võivad standardsetel liitiumakudel olla 15–20% pingelangust, mida saab leevendada eelkuumutamise või külma ilmaga patareide abil.

Kasuliku koormuse maht: energiatiheduse ja kaalu tasakaalustamine

DroonKandevõime maht = maksimaalne stardimass - lennukikere kaal - aku kaal

Fikseeritud maksimaalse stardimassi korral tähendab suurem aku energiatihedus sama energiamahu jaoks kergemat kaal, vabastades rohkem ruumi kandevõimeks.

Eluiga ja ohutus: tegevuskulude ja operatiivsete riskide mõjutamine

Lisaks jõudlusele mõjutavad aku tsükli tööiga ja ohutus otseselt kasutajate töökulusid ja missioonide ohutust. Tarbijakvaliteedilised droonipatareisid pakuvad tavaliselt 300-500 tsüklit, samas kui tööstusliku ja kvaliteediga liitiumakud või tahkis/poolhaaval liitium-ioon patareid võivad jõuda 800–1200 tsüklisse.

Järeldus:

Tarbijakasutajad peaksid valima patareid rakenduse stsenaariumide põhjal: õhufotograafia jaoks kerged, suure energiaga tihedusega akud; Standardmahulised akud lühikese lendude jaoks. Tööstuskasutajad peaksid kohandama akulahendusi töö kestuse ja kandevõime nõuete alusel.

Pideva läbimurde korral akutehnoloogias on droonide testimise faasid sisenenud uudsed akud nagu tahkis- ja naatrium-ioonakud. See edasiminek lubab lennu kestust, mis ületavad 2 tundi ja suurenemist kandevõime suurenemist, laiendades veelgi droonide rakenduse piire.