Hvor længe holder solid state-batterier?

Hvor længe holder Solid State-batterier? 

Et realistisk svar for UAV-operatører

Cyklusantal er det tal, de fleste batteriproducenter fører med. 700 cyklusser. 800 cyklusser. Nogle gange mere. For UAV-operatører, der forsøger at planlægge udskiftningsbudgetter og flådestyringsplaner, er dette tal nyttigt, men ufuldstændigt. Det, der faktisk betyder noget, er, hvordan disse cyklusser omsættes til kalendertid - og om batteriet vil overleve så længe, ​​selvom du ikke bruger det så hårdt.

Her er et mere komplet billede afsolid state batterilevetid for kommercielle UAV-operationer.

Cyklusliv vs. kalenderliv: To forskellige ure

Hvert batteri kører på 2 ure samtidigt. Den første er cyklustælling - hvor mange gange den er blevet fuldt opladet og afladet. Den anden er kalenderalder - hvor længe den har eksisteret, uanset hvor meget den har været brugt.

Begge dele betyder noget. Et solid state UAV-batteri vurderet til 800 cyklusser oplever stadig kalenderældning, selv når det sidder i opbevaring. Elektrodematerialer reagerer langsomt med elektrolytten. Lithium migrerer i små mængder selv uden strøm. Batteriet, der opbevares i 3 år og derefter tages i brug, fungerer ikke identisk med 1, der er opbevaret i 3 måneder.

Solid state-batterier har en fordel på begge ure sammenlignet med konventionelle LiPo-pakker, men fordelen er mere udtalt på cyklusuret end kalenderuret.

Cyklusliv i rigtige UAV-driftsforhold

De 600 til 900 cyklustal, der er nævnt for kommercielle solid state-UAV-batterier, repræsenterer kapacitetsbevarelse på over 80 % under standardiserede testbetingelser. I virkelige feltoperationer varierer rækkevidden baseret på, hvor hårdt batteriet arbejdes.

Et konservativt estimat for solid state-UAV-batterier i typiske kommercielle operationer - moderate afladningshastigheder, rimelig temperaturstyring, opbevaring ved delvis opladning mellem missioner - sætter praktisk cykluslevetid på 700 til 850 cyklusser, før kapacitetsbevarelsen falder under operationelt nyttige tærskler for de fleste missionsprofiler.

Hvad dette betyder i kalenderår afhænger helt af din operations cyklusfrekvens:

Et fly, der flyver 2 missioner dagligt, 5 dage om ugen, 50 uger om året, gennemfører omkring 500 cyklusser årligt. Ved 750 brugbare cyklusser holder den pakke cirka 18 måneder før udskiftning.

Et fly, der flyver 1 mission dagligt under samme tidsplan, gennemfører 250 cyklusser årligt - og når det samme 750-cyklus mærke efter omkring 3 år.

Et batteri i en sæsonbestemt drift - 200 cyklusser i løbet af en 6-måneders aktiv sæson - kan nå sin cyklusgrænse ved 3 til 4 år, men kalenderældning vil begynde at påvirke ydeevnen inden da.

Opbevaringstid og kalenderældning

Solid state-batterier i opbevaring nedbrydes langsommere end LiPo-pakker under tilsvarende forhold. Den reducerede elektrolytreaktivitet, der giver solid state-batterier en bedre cykluslevetid, bremser også kalenderældningsprocessen - men stopper den ikke.

En rimelig forventning til solid state UAV-batterier under korrekte opbevaringsforhold - delvis opladning (40 til 60%), stabil temperatur mellem 60 og 75°F, tørt miljø - er 3 til 5 års lagringslevetid, før kapacitetsforringelse bliver operationelt signifikant. Dette kan sammenlignes med LiPo-pakker, hvor 2 til 3 års holdbarhed under omhyggelige forhold er mere typisk.

For sæsonbestemte drifter eller backup-batterier er denne udvidede lagerstabilitet en meningsfuld operationel fordel ud over, hvad cykluslevetidstal viser.

Hvad forkorter levetiden hurtigere end forventet

Begge ure kører hurtigere under specifikke forhold, som UAV-operatører kontrollerer:

Drift eller opbevaring ved høje temperaturer fremskynder kalenderældning uanset cyklusantal. Konsekvent dyb afladning under 20 % resterende ladning accelererer ældning af cyklus hurtigere end moderate afladningsprofiler. Hyppig hurtigopladning ved maksimal nominel ladehastighed uden temperaturstyring skubber begge ure frem samtidigt.

Solid state-batterier tolererer disse forhold bedre end LiPo-ækvivalenter - men tolerering er ikke det samme som immun. Ydeevnefordelen indsnævres, når driftsforholdene er konsekvent dårlige.

Planlægning af batteriudskiftning til UAV-flåder

For kommercielle operatører, der opbygger årlige batteribudgetter: cyklusfrekvens bestemmer udskiftningsintervaller mere præcist end kalendertid for flåder med høj udnyttelse. For lavudnyttede flåder og sæsonbestemte operationer bliver kalenderaldring en parallel begrænsning, der er værd at tage højde for sammen med cyklustælling.

ZYEBATTERIleverer data om cykluslevetid og vejledning i opbevaringslevetid for solid state lithium-ion- og højtydende lithiumpolymer-UAV-batterier - fordi udskiftningsplanlægning fungerer bedst, når begge ure er synlige, ikke kun cyklustællingen på specifikationsarket.