Hvordan drone batteri påvirker UAV/drone -ydelse?

Med den udbredte anvendelse afdronerI luftfotografering, afgrødebeskyttelse, logistik, power line -inspektioner og andre felter får deres præstationsfunktioner stigende opmærksomhed. Som ”energihjertet” af dronen tjener batteriet ikke kun som dets strømkilde, men bestemmer også direkte flyvevarighed, stabilitet, nyttelastkapacitet og operationel sikkerhed, hvilket gør det til en kritisk faktor, der påvirker dronens samlede ydelse.

Utholdenhed: "Tidsspil" mellem batterikapacitet og energitæthed

En drones udholdenhed bestemmes primært af batterikapacitet (målt i MAH) og energitæthed (målt i wh/kg). Aktuelle droner for forbrugerkvalitet bruger typisk lithiumbatterier med kapaciteter, der spænder fra 2000 til 5000 mAh og energitætheder omkring 150-200 WH/kg, hvilket resulterer i flyvetider generelt mellem 20 og 30 minutter.

Droner i industriklasse anvender imidlertid højkapacitet, højenergitæthedseffektbatterier for at imødekomme udvidede operationelle krav, som nogle lithiumbatterier opnår energitætheder, der overstiger 250 WH/kg. Kombineret med optimerede batteristyringssystemer (BMS) kan flyveudholdenhed overgå en time.

Større kapacitet er ikke altid bedre; Vægt og energiforbrug skal være afbalanceret.

Blindt stigende batterikapacitet til at overskride vægtgrænser kan intensivere motorbelastningen, potentielt forkortelse af udholdenhed.

Den stabile drift af dronemotorer og flykontrolsystemer er afhængig af en ensartet spændingsudgang. Når batterikapacitet falder til under 20%, kan dårlig udladningsydelse forårsage hurtig spænding sammenbrud. Dette fører til ustabile motorhastigheder, hvilket resulterer i kropshakes, kontrolforsinkelser, højdestab og i alvorlige tilfælde tab af kontrol.

Mange droner har motorer og elektroniske hastighedskontrollere (ESC'er) optimeret til højere spændingsniveauer. Disse komponenter er designet til bedre at udnytte den tilgængelige effekt, hvilket forbedrer energieffektiviteten. Ved at reducere energiaffald og optimere strømforbruget kan højspændingsbatterier indirekte hjælpe med at forlænge flyvetid, især når de er parret med avancerede energistyringssystemer.

Både spænding og kapacitet spiller afgørende roller i drone -batteriets ydeevne, men de påvirker batteriets ydeevne forskelligt.

Spænding bestemmer effekten og påvirker dronens hastighed og ydeevne. Kapacitet dikterer på den anden side, hvor længe denne magt kan opretholdes. Kort sagt, spænding styrer den hastighed, hvormed energi forbruges, mens kapaciteten bestemmer, hvor længe dronen kan fungere med den hastighed. At slå den rigtige balance mellem spænding og kapacitet er nøglen til at optimere dronepræstation for specifikke krav. Overdreven kapacitet med utilstrækkelig spænding fører til formindsket ydelse, mens overdreven høj spænding med utilstrækkelig kapacitet forårsager hurtigere energiudtømning.

Batteriaktivitet falder i miljøer med lav temperatur, hvilket forårsager spændingsudgangsudsving. Ved -10 ° C om vinteren kan standard lithiumbatterier opleve et 15% -20% spændingsfald, som kan afbødes ved forvarmning eller ved hjælp af batterier med koldt vejr.

Nyttelastkapacitet: afbalancering af energitæthed og vægt

DroneNyttelastkapacitet = maksimal startvægt - Airframe -vægt - Batterivægt

Ved en fast maksimal startvægt betyder højere energitæthed i batteriet lettere vægt for den samme energikapacitet, hvilket frigør mere plads til nyttelast.

Levetid og sikkerhed: påvirker driftsomkostninger og operationelle risici

Ud over ydeevne påvirker et batteris cyklusliv og sikkerhed direkte brugerens driftsomkostninger og missionssikkerhed. Drone-batterier for forbrugerkvalitet tilbyder typisk 300-500 cyklusser, mens industrielle kvalitetsbatterier eller solid-state/semi-faste lithium-ion-batterier kan nå 800-1200 cyklusser.

Konklusion:

Forbrugerbrugere skal vælge batterier baseret på applikationsscenarier: Letvægt, batterier med høj energi-densitet til luftfotografering; Standard-kapacitetsbatterier til flyvninger på kort rækkevidde. Industrielle brugere skal skræddersy strømbatteriløsninger baseret på driftsvarighed og krav til nyttelast.

Med løbende gennembrud i batteriteknologi har nye batterier som faststof- og natrium-ion-batterier gået ind i dronetestfaser. Denne fremgang lover fly varigheder over 2 timer og en 30% stigning i nyttelastkapacitet, hvilket yderligere udvider applikationsgrænserne for droner.