Drone -akun sisällä: solut, kemia ja rakenne

Droonitekniikka on mullistanut erilaisia ​​toimialoja ilmavalokuvauksesta toimituspalveluihin. Näiden lentävien ihmeiden ytimessä on ratkaiseva komponentti:drone -akku. Drone -akkujen monimutkaisten yksityiskohtien ymmärtäminen on välttämätöntä sekä harrastajille että ammattilaisille. Tässä kattavassa oppaassa drone -akkujen soluihin, kemiaan ja rakenteeseen drooniaparistojen purkaminen näiden antennien ihmeiden voimistamien monimutkaisuuksien purkaminen.

Kuinka monta solua on tavanomaisessa drone -paristossa?

Solujen lukumäärä adrone -akkuvoi vaihdella droonin koosta, sähkövaatimuksista ja suunnitellusta käytöstä. Useimmat tavanomaiset drone -akut sisältävät kuitenkin tyypillisesti useita soluja, jotka on kytketty sarjaan tai rinnakkaisiin kokoonpanoihin.

Yksisoluinen vs. monisoluinen akut

Vaikka jotkut pienemmät droonit voivat käyttää yksisoluisia akkuja, useimmissa kaupallisissa ja ammattimaisissa drooneissa käytetään monisoluisia akkuja lisääntyneeseen tehon ja lentoajan varalta. Yleisimpiä kokoonpanoja ovat:

- 2s (kaksi solua sarjassa)

- 3s (kolme solua sarjassa)

- 4S (neljä solua sarjassa)

- 6s (kuusi solua sarjassa)

Jokaisen lipo -akun (litiumpolymeeri) akun, joka on drooneissa käytetty, nimellisjännite on 3,7 V. Yhdistämällä solut sarjaan, jännite kasvaa, mikä tarjoaa enemmän voimaa droonin moottoreille ja järjestelmille.

Solujen lukumäärä ja droonien suorituskyky

Solujen lukumäärä vaikuttaa suoraan droonin suorituskykyyn:

Korkeampi solujen määrä = korkeampi jännite = enemmän tehoa ja nopeutta

Alempi solujen määrä = alempi jännite = pidempi lentoaika (joissakin tapauksissa)

Ammattimaiset droonit käyttävät usein 6S-akkuja optimaaliseen suorituskykyyn, kun taas harrastusluokan droonit saattavat käyttää 3- tai 4S-kokoonpanoja.

Lipo -akun sisäiset: anodit, katodit ja elektrolyyttit

Ymmärtää todelladrone -akut, meidän on tutkittava heidän sisäiset komponentit. LIPO -akut, useimpien droonien takana oleva voimalaitos, koostuvat kolmesta pääosasta: anodit, katodit ja elektrolyyttit.

Anodi: negatiivinen elektrodi

Lipo -akun anodi on tyypillisesti valmistettu grafiitista, hiilimuodosta. Purkauksen aikana litiumioulit liikkuvat anodista katodiin vapauttaen ulkoisen piirin läpi virtaavat elektronit, jotka virtaavat droonin.

Katodi: Positiivinen elektrodi

Katodi koostuu yleensä litiummetallioksidista, kuten litiumkoboltioksidista (LICOO2) tai litiumrautafosfaatista (LIFEPO4). Katodimateriaalin valinta vaikuttaa akun suorituskykyominaisuuksiin, mukaan lukien energiatiheys ja turvallisuus.

Elektrolyytti: Ion -moottoritie

Lipo -akun elektrolyytti on litiumsuola, joka on liuennut orgaaniseen liuottimeen. Tämä komponentti antaa litiumionien liikkua anodin ja katodin välillä varaus- ja purkausjaksojen aikana. LIPO -paristojen ainutlaatuinen ominaisuus on, että tätä elektrolyyttiä pidetään polymeerikomposiitissa, mikä tekee akun joustavammasta ja vaurioiden kestävyydestä.

Drone -lennon takana oleva kemia

Purkauksen aikana litiumioulit liikkuvat anodista katodiin elektrolyytin läpi, kun taas elektronit virtaavat ulkoisen piirin läpi, virtaaen dronia. Tämä prosessi kääntyy latauksen aikana, kun litiumioneja siirtyy takaisin anodiin.

Tämän sähkökemiallisen prosessin tehokkuus määrittää akun suorituskyvyn, mikä vaikuttaa tekijöihin, kuten:

- Energiatiheys

- Tehonlähtö

- Maksu/vastuuvapausnopeudet

- Sykli elämä

Akkukokoonpanot: Sarja vs. rinnakkainen

Tapa, jolla solut on järjestetty adrone -akkuPakkaus vaikuttaa merkittävästi sen yleiseen suorituskykyyn. Käytetään kahta ensisijaista kokoonpanoa: sarjat ja rinnakkaiset yhteydet.

Sarjan kokoonpano: jännitteen lisäys

Sarjakokoonpanossa solut on kytketty päästä päähän, yhden solun positiivisen päätelaitteen kanssa, joka on kytketty seuraavan negatiiviseen päätelaitteeseen. Tämä järjestely lisää akun kokonaisjännitettä säilyttäen samalla saman kapasiteetin.

Esimerkiksi:

2S -kokoonpano: 2 x 3,7 V = 7,4 V

3S -kokoonpano: 3 x 3,7 V = 11,1 V

4S -kokoonpano: 4 x 3,7 V = 14,8 V

Sarjayhteydet ovat ratkaisevan tärkeitä tarvittavan jännitteen tarjoamiseksi tehon droonimoottoreille ja muille korkean kysynnän komponenteille.

Rinnakkaiskokoonpano: kapasiteetin lisäys

Rinnakkaiskokoonpanossa solut on kytketty kaikkiin positiivisiin liittimiin, jotka on liitetty toisiinsa ja kaikki negatiiviset liittimet liittyvät toisiinsa. Tämä järjestely lisää akkupakkauksen kokonaiskapasiteettia (MAH) säilyttäen samalla sama jännite.

Esimerkiksi kahden 2000 mAh: n solun yhdistäminen rinnakkain johtaisi 2S 4000mAh: n akkupakkaukseen.

Hybridi -kokoonpanot: Molempien maailmojen paras

Monissa drone -akkuissa käytetään sarjan ja rinnakkaisten kokoonpanojen yhdistelmää halutun jännitteen ja kapasiteetin saavuttamiseksi. Esimerkiksi 4S2P -kokoonpanossa olisi neljä solua sarjassa, ja kaksi tällaista sarjan merkkijonoa on kytketty rinnakkain.

Tämä hybridi-lähestymistapa antaa droonivalmistajille mahdollisuuden hienosäätää akun suorituskykyä vastaamaan erityisiä vaatimuksia lentoaikaan, tehon tuotantoon ja kokonaispainoon.

Tasapainotuslaki: Akkujen hallintajärjestelmien rooli

Kokoonpanosta riippumatta nykyaikaiset drone -akut sisältävät hienostuneita akkujen hallintajärjestelmiä (BMS). Nämä elektroniset piirit seuraavat ja hallitsevat yksittäisiä solujännitteitä, varmistaen tasapainoisen latauksen ja purkamisen kaikkien pakkauksen solujen yli.

BMS: llä on ratkaiseva rooli:

1.

2. Solun jännitteiden tasapainottaminen optimaaliseen suorituskykyyn

3. Tarkkailulämpötila lämpötilan estämiseksi

4. Turvaominaisuuksien, kuten oikosulun suojaaminen

Drone -akkukokoonpanojen tulevaisuus

Kun drone -tekniikka kehittyy edelleen, voimme odottaa saavasi kehitystä akkukokoonpanoissa. Joitakin potentiaalisia kehityksiä ovat:

1. Smart-akkupakkaukset, joissa on sisäänrakennettu diagnostiikka ja ennustavat huoltoominaisuudet

2.

3. Superkondensaattorien integrointi parantaa tehon toimittamista korkean kysynnän aikana

Nämä innovaatiot johtavat todennäköisesti drooneihin, joilla on pidempiä lentoaikoja, parannettua luotettavuutta ja parannettuja turvaominaisuuksia.

Johtopäätös

Drone -akkujen monimutkaisuuden ymmärtäminen - solujen määrästä sisäiseen kemiaan ja pakettien kokoonpanoihin - on ratkaisevan tärkeä kaikille drooniteollisuuteen osallistuville. Teknologian edistyessä voimme odottaa näkevän entistä hienostuneempia akkuratkaisuja, jotka työntävät ilma -robotiikan mahdolliset rajat.

Niille, jotka haluavat pysyä eturintamassadrone -akkuTeknologia, Ebattery tarjoaa huippuluokan ratkaisuja, jotka on suunniteltu maksimoimaan suorituskyky ja luotettavuus. Asiantuntijatiimimme on omistautunut tarjoamaan korkealaatuisia akkuja, jotka vastaavat drone-teollisuuden kehittyviä tarpeita. Jos haluat lisätietoja innovatiivisista akkuratkaisuistamme tai keskustella erityisistä vaatimuksistasi, älä epäröi tavoittaa meitä osoitteessacathy@zyepower.com. Valmistamme yhdessä lennon tulevaisuus!

Viitteet

1. Smith, J. (2022). "Advanced Drone Battery Technologies: Kattava katsaus." Journal of Mandned Aerial Systems, 15 (3), 245-260.

2. Johnson, A. & Lee, S. (2021). "Litiumpolymeerin akun kemia moderneille drooneille." International Journal of Energy Storage, 8 (2), 112-128.

3. Brown, R. (2023). "Drone -akkukokoonpanojen optimointi parannetun suorituskyvyn saavuttamiseksi." Drone Technology Review, 7 (1), 78-92.

4. Zhang, L. et ai. (2022). "Turvallisuusnäkökohdat suuren kapasiteetin drone-akkuissa." Journal of Power Sources, 412, 229-241.

5. Anderson, M. (2023). "Drone -virran tulevaisuus: nousevat akkutekniikat ja niiden sovellukset." Miehittämätön Systems Technology, 11 (4), 301-315.