Kuinka drone -akku vaikuttaa UAV/drone -suorituskykyyn?

Laajalle levinnyt sovellusdroonitIlmavalokuvauksessa, kasvinsuojauksessa, logistiikassa, voimajohtotarkastuksissa ja muissa kentissä niiden suorituskykyominaisuudet saavat kasvavaa huomiota. Droonin ”energiasydämeksi” akku ei vain toimi virtalähteenä, vaan myös suoraan määrittää lennon keston, vakauden, hyötykuormakapasiteetin ja operatiivisen turvallisuuden, mikä tekee siitä kriittisen tekijän, joka vaikuttaa droonin yleiseen suorituskykyyn.

Kestävyys: Akun kapasiteetin ja energiatiheyden välinen ”aikapeli”

Dronin kestävyys määritetään pääasiassa akun kapasiteetin (mitattuna MAH: ssa) ja energiatiheydellä (mitattuna WH/kg). Nykyiset kuluttajalaatuiset droonit käyttävät tyypillisesti litiumparistoja, joiden kapasiteetti vaihtelee välillä 2000-5000 mAh ja energiatiheydet noin 150-200 WH/kg, mikä johtaa lentoaikoihin yleensä 20–30 minuuttia.

Teollisuusluokan droonit käyttävät kuitenkin korkean kapasiteetin, korkean energian tiheyden tehon akkuja laajennetun operatiivisen vaatimusten täyttämiseksi. Jotkut litiumparistot saavuttavat energiatiheydet, jotka ylittävät 250 WH/kg. Yhdistettynä optimoituihin akkujen hallintajärjestelmiin (BMS), lennon kestävyys voi ylittää tunnin.

Suurempi kapasiteetti ei ole aina parempi; Painon ja energiankulutuksen on oltava tasapainossa.

Sokeasti akun kapasiteetin lisääminen painorajojen ylittämiseksi voi vahvistaa moottorin kuormitusta, mahdollisesti lyhentäen kestävyyttä.

Droonimoottorien ja lennonhallintajärjestelmien vakaa toiminta riippuu johdonmukaisesta jännitesälosta. Kun akun kapasiteetti putoaa alle 20%, huono purkaustehokkuus voi aiheuttaa nopean jännitteen romahduksen. Tämä johtaa epävakaaseen moottorin nopeuteen, mikä johtaa kehon ravistuksiin, hallintaviiveisiin, korkeuden menetykseen ja vakavissa tapauksissa hallinnan menetys.

Monissa drooneissa on moottoreita ja elektronisia nopeusohjaimia (ESC), jotka on optimoitu korkeampien jännitetasojen saavuttamiseksi. Nämä komponentit on suunniteltu hyödyntämään paremmin käytettävissä olevaa voimaa, mikä parantaa energiatehokkuutta. Vähentämällä energiajätettä ja optimoimalla tehonkäyttöä, korkeajänniteparistot voivat epäsuorasti auttaa pidentämään lentoaikaa, etenkin kun ne on pariksi edistyneiden energianhallintajärjestelmien kanssa.

Sekä jännite että kapasiteetti ovat tärkeitä rooleja drone -akun suorituskyvyssä, mutta ne vaikuttavat akun suorituskykyyn eri tavalla.

Jännite määrittää tehonlähtöä vaikuttaen droonin nopeuteen ja suorituskykyyn. Toisaalta kapasiteetti sanelee, kuinka kauan tämä voima voidaan ylläpitää. Yksinkertaisesti sanottuna, jännite säätelee energian kulutusta, kun taas kapasiteetti määrittää, kuinka kauan drooni voi toimia tällä nopeudella. Oikean tasapainon saavuttaminen jännitteen ja kapasiteetin välillä on avain droonin suorituskyvyn optimoimiseksi erityisvaatimuksille. Liiallinen kapasiteetti riittämättömällä jännitteellä johtaa vähentyneeseen suorituskykyyn, kun taas liian korkea jännite, jolla on riittämätön kapasiteetti, aiheuttaa nopeamman energian ehtymisen.

Akun aktiivisuus vähenee matalan lämpötilan ympäristöissä aiheuttaen jännitteen lähtövaihteluita. -10 ° C: ssa talvella tavanomaiset litiumparistot voivat kokea 15% -20% jännitepisaran, jota voidaan lieventää esilämmittämällä tai käyttämällä kylmän sääakkuja.

Hyötykuormakapasiteetti: Energiatiheyden ja painon tasapainottaminen

DrooniHyötykuormakapasiteetti = enimmäisluuton paino - lentokoneen paino - akun paino

Kiinteällä maksimilähtöpainolla korkeampi akun energiatiheys tarkoittaa kevyempää painoa samaan energiakapasiteettiin, mikä vapauttaa enemmän tilaa hyötykuormalle.

Elinikä ja turvallisuus: toimintakustannusten ja operatiivisten riskien vaikuttaminen

Suorituskyvyn lisäksi akun syklin käyttöikä ja turvallisuus vaikuttavat suoraan käyttäjien käyttökustannuksiin ja lähetysturvallisuuteen. Kuluttajalaatuiset drone-akut tarjoavat tyypillisesti 300-500 sykliä, kun taas teollisuusluokan teho litiumparistot tai solid-state/puoliksi kiinteät litium-ioni-akut voivat saavuttaa 800-1200 sykliä.

Päätelmä:

Kuluttajien käyttäjien tulee valita paristot sovellusskenaarioiden perusteella: kevyet, korkean energian tiheyden akut ilmakuvausta varten; Vakiokapasiteetin paristot lyhyen kantaman lennoille. Teollisuuden käyttäjien tulee räätälöidä virranakkuratkaisuja toiminnan kesto- ja hyötykuormavaatimusten perusteella.

Akkutekniikan jatkuvilla läpimurtoilla, uudet paristot, kuten kiinteän tilan ja natrium-ioni-akut, ovat tulleet drone-testausvaiheisiin. Tämä eteneminen lupaa yli 2 tuntia ja 30%: n hyötykuormakapasiteetin ylittämisen lentosuunnassa, mikä laajentaa edelleen droonien käyttörajoja.