Miten tehdä droneakusta kestävämpi

Drone-akun kesto on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka vaikuttavat lentosuoritukseen, käyttökustannuksiin ja kokonaisvaltaiseen käyttäjäkokemukseen. Riippumatta siitä, lennättekö pienikokoista kuluttajadronea valokuvaukseen, hallitsetteko ammattimaista ilmatarkastuslaivastoa vai kehitättekö raskasnostoisia UAV-alustoja, pidempi akun kesto tarkoittaa tuottavampaa aikaa ilmassa ja vähemmän katkoja maassa.

Kuitenkin termi "akun kesto" voi tarkoittaa kahta eri asiaa. Se voi viitata siihen, kuinka monta minuuttia dronella voi lentää yhdellä latauksella, tai se voi tarkoittaa, kuinka monta kertaa akkua voidaan ladata ennen kuin sen kapasiteetti ja suorituskyky heikkenevät huomattavasti. Molempien parantaminen vaatii enemmän kuin pelkän suuremman akun asentamisen. Akun kemiallinen koostumus, pakkaussuunnittelu, kenkien laatu, lentolaitteen paino, sääolosuhteet, lataustottumukset ja lentotyyli vaikuttavat kaikki.

Tässä artikkelissa selitetään, miten dronien akun kestoa mitataan, mitä lentoaikoja voidaan odottaa, mitä tekijöitä vaikuttavat käytännön suorituskykyyn ja miten premium-luokan korkeatiukkuuskenkien, kuten 21700 litium-ionikenkien, avulla voidaan pidentää lentoaikoja sekä akun pitkäaikaista kestävyyttä.

Akun keston mittaaminen kahdella eri tavalla

Kun keskustellaan dronien akkuista, on hyödyllistä erottaa toisistaan lentoaika per lataus ja latauskierrosten kesto. Ne liittyvät toisiinsa, mutta ne mittaavat eri näkökohtia akun suorituskyvystä.

Lentoaika per lataus

Lentoaika yhdellä latauksella on se luku, johon lennättäjät yleensä kiinnittävät huomiota ensimmäiseksi. Se kertoo, kuinka kauan lentokone voi pysyä ilmassa ennen kuin akku saavuttaa turvallisen laskeutumisrajan.

Kuluttajakäyttöön tarkoitetun kameradronen tapauksessa tämä voi tarkoittaa eroa siinä, voidaanko koko kohtaus kuvata yhdellä lennolla vai onko kesken lennon laskeuduttava. Teollisuusdroneilla lisäminuutit voivat tarkoittaa suurempaa alueen kattavuutta yhdellä lennolla, laajempaa infrastruktuurin tarkastusta tai vähemmän akkujen vaihtoja työpäivän aikana.

Valmistajat mainostavat usein maksimilentoaikaa ohjattujen olosuhteiden alla: ilman tuulta, ihanteellisessa lämpötilassa, vähäisellä kuormalla, tasaisella lennolla ja uudella akulla. Todelliset tulokset ovat yleensä pienempiä, koska lennättäjät kohtaavat tuulta, joutuvat manövröimään, kuorman vaatimuksia, lämpötilan muutoksia ja akun ikääntymistä.

Tyypillisiä todellisia lentoaikoja ovat:

Kuluttajadronet: noin 20–40 minuuttia käytännön käyttöä.

Johtavat kuluttaja- ja prosumer-mallit: noin 34–51 minuuttia suotuisissa olosuhteissa.

Ammattimaiset moniroottoriplatformit: noin 40–50 minuuttia, riippuen kuormasta ja käyttöolosuhteista.

Kiinteäsiipiset UAV-lentokoneet: jopa kaksi tuntia tai enemmän, koska eteenpäin lentäminen on yleensä energiatehokkaampaa kuin kelluminen paikallaan.

Moniroottoridroonit kuluttavat huomattavaa tehoa, koska niiden moottorien on jatkuvasti tuotettava riittävästi nostovoimaa koko lentokoneen painon kantamiseksi. Kiinteäsiipiset droonit puolestaan hyödyntävät eteenpäin liikkuessaan siiven tuottamaa nostovoimaa, mikä voi merkittävästi vähentää energiankulutusta matkalennossa.

Latauskierron kesto

Latausjakson elinikä mittaa, kuinka monta uudelleenlatauskierrosta akku voi suorittaa ennen kuin sen käyttökelpoinen kapasiteetti laskee hyväksyttävän tason alapuolelle. Akku ei yhtäkkiä lopeta toimintaansa tietyllä kierrosmäärällä. Sen sijaan se menettää kapasiteettia vähitellen, kehittää suurempaa sisäistä vastusta, kokemaa enemmän jännitepudotusta kuorman alla ja saattaa tulla vähemmän luotettavaksi kylmässä sävässä tai korkean kuorman lennoissa.

Dronen käyttäjille kierrosikä vaikuttaa sekä turvallisuuteen että kustannuksiin. Pakkaus, jonka käyttöikä on pidempi, vaatii vaihtoa harvemmin ja voi säilyttää ajan myötä yhtenäisempiä lentosuorituksia. Tämä on erityisen tärkeää kaupallisille laivastoille, joissa satoja tai jopa tuhansia akkupaketteja käytetään säännöllisesti.

Yksi "kierros" ei aina tarkoita lataamista 0 %:sta 100 %:iin. Esimerkiksi, jos akun kapasiteetista käytetään 50 % yhdenä päivänä ja toiset 50 % seuraavana päivänä, tämä vastaa suunnilleen yhtä täyttä kierrosta. Käytännössä pintalataus- ja -purkukierrokset aiheuttavat usein vähemmän rasitusta kuin toistuvat täyssyvyyden kierrokset.

Tavoitteet ovat siis kaksiosaiset:

Mahdollistaa mahdollisimman monta turvallista ja hyödyllistä lentominuuttia jokaisesta latauksesta.

Säilytetään akun kapasiteetti ja tehotaso mahdollisimman monen kierroksen ajan.

Dronen lentoaikakokeilu

Yksinkertainen tapa arvioida teoreettista dronen lentoaikaa on:

Esimerkiksi, jos droni käyttää 5 000 mAh:n akkua ja sen keskimääräinen virranotto lennolla on 10 000 mA eli 10 A:

Tämä laskelma on hyödyllinen varhaisessa suunnittelussa, mutta sitä ei tulisi pitää taattuna todellisena lentoaikana. Dronen virranotto ei ole vakio. Lähtö, nousu, tuulen vastatoiminta, leijuminen, nopea kiihtyminen, kuorman kuljetus ja laskeutuminen voivat kaikki aiheuttaa vaihtelevan tehonkulutuksen.

Lisäksi akun ilmoitettu kapasiteetti mitataan yleensä määritellyissä testiolosuhteissa. Kun akkupakkaus purkautuu korkealla virralla, sen käytettävissä oleva kapasiteetti voi olla pienempi kuin nimellisarvo. Tämä johtuu jännitteen laskusta ja sisäisestä vastuksesta. Jos jännite laskee liian nopeasti kuormituksen alla, dronella saattaa saavuttaa alhaisen jännitteen katkaisupisteen aiemmin, vaikka soluissa olisi vielä energiaa.

Käytännöllisempää arviota varten suunnittelijoiden ja lentäjien tulisi ottaa huomioon:

Turvallisen laskeutumisen varakapasiteetti.

Kiihdytetyn lennon aikana kasvanut virranotto.

Heikentynyt suorituskyky alhaisissa lämpötiloissa.

Akun ikääntyminen toistuvien lataus- ja purkukierrosten aikana.

Hyötykuorman paino ja ilmanvastus.

Tuuliolosuhteet ja korkeus.

Johtojen, liittimien ja akkujärjestelmän hallintajärjestelmän aiheuttamat jännitehäviöt.

Varovainen käyttösuunnittelu on arvokkaampaa kuin teoreettisen maksimin tavoittelu. Useimmissa sovelluksissa on parempi laskeutua riittävällä turvavaralla kuin yrittää purkaa akku täysin sen absoluuttiseen rajaa.

Miksi solujen valinta on tärkeää

Akkukenkän sisällä olevat yksittäiset solut määrittävät suuren osan sen suorituskyvystä. Pelkkä kapasiteetti ei riitä. Solun on myös pystyttävä toimittamaan riittävästi virtaa, pysyttävä vakaina kuormitustilanteissa, hallittava lämpöä tehokkaasti ja säilytettävä hyödyllinen kapasiteetti useiden latauskierrosten ajan.

Kahdella yleisesti käytetyllä liitännäisellä litiumioniakkuosalla, 21700- ja 18650-soluilla, on laaja käyttö droneakkuissa.

21700-kennoja

21700-solu on suurempi kuin perinteinen 18650-solu, mikä mahdollistaa enemmän energiaa kohden solua. Drone-sovelluksissa tämä voi tukea korkeaa energiatiukkuutta samalla kun vähennetään akkukenkän tarvitsemien solujen, liitosten ja yhdistävien kytkentämenetelmien määrää sekä niissä tapahtuvia tappioita.

Korkealaatuisia 21700-soluja valitaan usein sovelluksiin, joissa vaaditaan tasapainoa energiakapasiteetin ja tehotulon välillä. Niiden edut voivat sisältää:

Korkeampaa kapasiteettia kohden solua, mikä mahdollistaa enemmän kokonaissuorituskykyä tiukassa paketissa.

Vahvan tehotulon vaativiin lentoonlähtö-, nousu- ja ohjaustilanteisiin.

Alhaisempi jännitepudotus, kun paristot yhdistetään oikeaan solukemiallisuuteen ja akkupakkauksen suunnitteluun.

Nopeampi latauskyky soluissa, jotka on suunniteltu korkeammille latausnopeuksille.

Parantunut energiatiheys, mikä voi auttaa vähentämään akun massaa annetun energiamäärän saavuttamiseksi.

Dronesovelluksissa alhaisempi jännitepudotus on erityisen arvokas. Akku, joka säilyttää jännitteensä tehokkaammin kuormituksen alla, voi tarjota tasaisempaa tehoa moottoreille ja lentoelektroniikalle. Tämä voi tukea johdonmukaisempaa työntövoimaa, parantunutta ohjausreaktiota ja suurempaa hyödynnettävissä olevaa lentoaikaa ennen kuin ilma-alus saavuttaa alhaisen jännitteen kynnystason.

18650-soluja

18650-solumuotoilla on pitkä historia paristoilla toimivissa sovelluksissa. Ne ovat edelleen käytännöllinen vaihtoehto monille droneille ja UAV-järjestelmille, erityisesti silloin, kun todistettu suorituskyky, lämmönhallinta ja pitkä syklielämä ovat tärkeitä tekijöitä.

Laadukkaat 18650-solut voivat tarjota:

Luotettavia syklielämän ominaisuuksia.

Hyvää lämmönhallintaa, kun ne on integroitu asianmukaisesti.

Laajaa saatavuutta eri kapasiteetti- ja purkunopeusalueilla.

Hyvin vakiintunut toimitusketju ja akkupakkausten suunnitteluympäristö.

Tasainen suorituskyky keskimittaisen tehon vaativiin dronemallinnan sovelluksiin.

Valinta 21700- ja 18650-soluissa ei saa perustua pelkästään kokoeroon. Parhaan vaihtoehdon määrittää dronin jännitestarve, huippuvirtapiikki, kuorma, tavoiteltu kesto, lämmönhallintaratkaisu, lataustapa ja turvallisuusvaatimukset.

Kevyt ilmakuvaukseen tarkoitettu drone saattaa painottaa energiatiukkuutta ja tiukkaa pakkausratkaisua. Raskas nostokykyinen moniroottoridrone voi vaatia soluja, joilla on korkea jatkuvan purkutahdin kyky. Lämpimissä tai kylmissä olosuhteissa käytetty dronelaivasto saattaa lisäksi painottaa lämpövakautta ja jännitteen vakautta.

Akun kapasiteetti ja pakkausrakenne

Droneakun suorituskyky riippuu koko akkupakkauksesta, ei ainoastaan yksittäisistä soluista. Insinöörien on tasapainotettava kapasiteettia, jännitettä, purkutahdia, painoa, jäähdytystä, johdotusta ja suojaelektroniikkaa.

Kapasiteetti vastaan paino

Suurempi akun kapasiteetti tarkoittaa yleensä enemmän varattua energiaa, mutta se lisää myös akkupaketin painoa. Tämä luo suunnittelussa kompromissin: raskaampi akku voi tarjota enemmän energiaa, mutta drone tarvitsee enemmän tehoa nostaakseen sen.

Tavoitteena ei ole pelkästään asentaa mahdollisimman suurta akkupakettia. Tavoitteena on saavuttaa parhaan energian ja painon suhde lentokoneelle. Akku, jonka watituntia kilogrammaa kohti -arvo on korkea, voi tarjota enemmän käytettävissä olevaa energiaa ilman liiallista painorajoitusta.

Käytännössä paras akku on usein se, joka tarjoaa riittävästi energiaa ja tehoa samalla kun lentokoneen lähtöpaino pysyy sen tehokkaan toiminta-alueen sisällä.

Jännite ja solujen järjestely

Solujen kytkentätapa vaikuttaa myös tulokseen. Sarjaankytketyt solut nostavat akkupaketin jännitettä, kun taas rinnankytketyt solut lisäävät kokonaiskapasiteettia ja virtakykyä.

Korkeampijänniteakku voi vähentää virtaa annetulla tehollä. Koska sähköhäviöt kasvavat virran mukana, korkeampi jännite voi parantaa tehosta johtojen ja voimajärjestelmän osalta, kun moottorit, sähköiset nopeudensäätimet ja muut komponentit on suunniteltu siihen.

Esimerkiksi 1 000 watin tehon vaativa drone ottaa noin 45,5 A virtaa 22 V:n akusta, mutta vain noin 22,7 A virtaa 44 V:n akusta. Todellinen järjestelmän suunnittelu on monimutkaisempi kuin tämä esimerkki, mutta periaate pysyy tärkeänä: jännitteen nostaminen voi vähentää virran tarvetta ja sitä vastaavia lämpöhäviöitä.

C-luku ja purkukyky

C-luku kuvaa, kuinka nopeasti akku voidaan ladata tai purkaa sen kapasiteettiin nähden. 5 Ah:n kenno, joka purkautuu 5 C:n nopeudella, voi teoriassa antaa 25 A:n virtaa. Kennojen jatkuvan purkun arvo on kuitenkin eriytettävä sen lyhyen ajan kestävän huippuarvon erottamiseksi.

Dronet vaativat usein lyhyitä, korkean tehon piikkejä lentoonlähdön, nopean kiihdytyksen, nousun, jarrutuksen tai tuulen kompensoinnin aikana. Akkupakkaus on kyettävä käsittelyyn näitä vaatimuksia ilman liiallista lämmönmuodostumista tai jännitteen laskua.

Liian pieni akku tai akku, jolla ei ole riittävää purkukykyä, saattaa aiheuttaa:

Huomattavan jännitteen laskun.

Vähentynyttä työntövoimaa vaativissa liikkeissä.

Aikaisempia matalan akun varauksen varoituksia.

Solujen lämpötilan nousua.

Nopeampaa rappeutumista ajassa.

Suurempaa turvallisuusriskiä, jos sitä käytetään sen määrittelyjen ulkopuolella.

Korkea energiatiukkuus on tärkeää, mutta sen on oltava yhdistetty alhaiseen sisäiseen vastukseen ja sopivaan virtakykyyn. Ihanteellinen pakkaus tarjoaa vakion jännitteen ja riittävän virran ilman tarpeetonta painoa.

Lentokoneen runko, kuorma ja paino

Akun kesto ei ole irrotettavissa lentokoneen tehokkuudesta. Vaikka akku olisi edistynyt, se ei voi täysin kompensoida tehottomaa runkoa tai tarpeetonta kuorman painoa.

Jokainen lisägramma vaatii moottoreilta suurempaa työntövoimaa. Suurempi työntövoima tarkoittaa suurempaa sähkövirran kulutusta, mikä lyhentää lentoaikaa ja lisää akun kuormitusta. Tämä vaikutus on erityisen voimakas monirotooridroneissa, joissa kaikki nostovoima tuotetaan propulsiojärjestelmällä.

Tarpeeton paino vähenee

Yksi tehokkaimmista tavoista lisätä lentoaikaa on vähentää tarpeetonta massaa. Mahdollisia optimointialueita ovat:

Kevyempiä runkomateriaaleja, kun rakenteelliset vaatimukset sen sallivat.

Tehokkaat moottorit ja sopivankokoiset potkurit.

Kompaktit laskeutumisjärjestelmät ja kiinnitysvarusteet.

Lyhyempiä kaapeleita ja pienemmän vastuksen sähköliitoksia.

Sujuvampi kuorman integrointi.

Turhien tai ei-olennaisten lisävarusteiden poistaminen.

Akku itse on usein raskain yksittäinen komponentti dronessa. Akun energiatiukkuuden parantaminen voi siksi vaikuttaa suuresti. Korkeampi tiukkuus mahdollistaa saman energiakapasiteetin pienemmillä painoilla tai enemmän energiaa samalla painolla.

Suurissa UAV-alustoissa ja raskaspainoisissa konfiguraatioissa pieni prosentuaalinen parannus akun massassa tai käytettävissä olevassa energiassa voi tuottaa merkittäviä toimintahyötyjä. Parempi kennovalinta voi auttaa draonia kuljettamaan laitteita tehokkaammin, pitämään jännitteen vakavana kuormituksen alla ja suorittamaan tehtävän suuremmalla energiavaralla.

Hyötykuorman suunnittelu

Hyötykuormaa tulee käsittää osana energiabudjetia. Kamerat, lämpökamerat, LiDAR-laitteet, gimbalit, toimituspakkaukset, viestintälaitteet ja suojaavat kotelot vaikuttavat kaikki lentoaikaan.

Tehtävää suoritettaessa operaattorien tulee ottaa huomioon paitsi kuorman paino myös sen aerodynaaminen vaikutus. Tilavuudeltaan suuri tai huonosti sijoitettu kuorma voi lisätä ilmanvastusta, erityisesti kiinteäsiipisissä ja hybridivertikaalisissa VTOL-droneissa. Se voi myös muuttaa painopistettä, mikä pakottaa lentosäädintä ja moottoreita työskentelemään kovemmin vakauden säilyttämiseksi.

Hyvin integroitu kuorma säilyttää tehokkuuden. Huonosti integroitu kuorma voi vähentää lentoaikaa, vaikka sen paino olisi suhteellisen pieni.

Ympäristö ja lentotyyli

Droneen akku voi toimia hyvin eri tavoin rauhallisessa sisätilakokeessa verrattuna kylmään ja tuuliseseen ulkotehtävään. Ympäristöolosuhteet ja ohjaajan käyttäytyminen vaikuttavat suoraan energiankulutukseen.

Lämpötila

Litium-ion-akut toimivat parhaiten kohtalaisella lämpötila-alueella. Kylmässä lämpötilassa elektrokemialliset reaktiot hidastuvat ja sisäinen vastus kasvaa. Tämän seurauksena akun käytettävä kapasiteetti voi olla alhaisempi, jännite voi laskea enemmän ja korkean virran antokyky heikentyä alhaisissa lämpötiloissa.

Kuumat sääolosuhteet aiheuttavat erilaisia haasteita. Korkeat lämpötilat voivat kiihdyttää akun ikääntymistä ja lisätä lämpöstressin riskiä, erityisesti latauksen tai korkean tehon purkamisen aikana. Akkuja tulisi antaa jäähtyä lennon jälkeen ennen uudelleenlatausta, erityisesti vaativien toimintojen jälkeen.

Tuuli ja korkeus

Tuuli lisää tehon tarvetta, koska dronella on työskenneltävä kovemmin paikan pitämiseksi tai maanopeuden ylläpitämiseksi. Vastatuuli on erityisen kustannusintensiivinen kiinteäsiipisille lentokoneille ja eteenpäin liikkuville monirotoorilaitteille. Tuuliset olosuhteet voivat myös aiheuttaa usein moottorin kierrosluvun säätöjä, mikä lisää keskimääräistä virtavirtaa.

Korkeus voi vaikuttaa suorituskykyyn myös. Harvemmassa ilmassa potkurien on pyörähtävä nopeammin tai moottoreiden on työskenneltävä kovemmin saavuttaakseen saman nostovoiman. Tämä voi lisätä tehonkulutusta ja vähentää saatavilla olevaa lentoaikaa.

Kulku lentäen paikallaan versus tasaisessa lentoliikkeessä

Monirotoriset dronit kuluttavat paljon energiaa leijumisessa, koska moottorit tuottavat jatkuvasti nostovoimaa ilman eteenpäin suuntautuvan liikkeen aiheuttamaa aerodynaamista apua.

Riivattavat liikkeet, nopeat kiihdytykset, suuri nopeus, toistuvat nousut ja äkilliset suuntamuutokset lisäävät virran kulutusta. Ne voivat lyhentää lentoaikaa ja lisätä akun lämpenemistä.

Pidemmän kestoa varten lentäkää mahdollisimman tasaisesti, kun tehtävä sallii:

Välttäkää tarpeeton nopea kiihdytys ja voimakas hidastus.

Käyttäkää tehokkaita matkustusnopeuksia sen sijaan, että lentäisitte maksiminopeudella.

Vähentäkää pitkäaikaista korkean tehon leijumista.

Suunnitelkaa reitit siten, että vältätte toistuvat nousut ja kiertoreitit.

Laskeutukaa turvamarginaalin kanssa eikä työnnä akkupakettia sen rajalle.

Miten pidentää dronin akun kestoa

Akun käyttöikässä parantaminen vaatii sekä laitteistovalintoja että jokapäiväisiä käyttötapoja. Luotettavimmat tulokset saadaan, kun akku käsitetään kriittisenä lentokomponenttina eikä kerrankäytettävänä lisälaitteena.

Vähennä painoa ja paranna energiatiukkuutta

Lentokoneen painon vähentäminen on yksi suorimmista tavoista alentaa virtajohtoa. Käytä kevyitä materiaaleja, tehokkaita moottoreita, optimoituja potkureita ja vain tehtävän vaatimaa hyötykuormaa.

Myös akun energiatiukkuus on tärkeää. Korkean tiukkuuden 21700-solut voivat auttaa suunnittelijoita pakkaamaan enemmän energiaa annettuun painoon ja tilavuuteen. Sovelluksissa, joissa akuratkaisun solutasolla oleva energiatiukkuus lähestyy noin 260 Wh/kg, mahdollinen kestomuusetu voi olla merkittävä, vaikka paketin tasolla oleva energiatiukkuus laskee johtojen, koteloinnin, suojauspiirien, lämmönhallintamateriaalien ja rakenteellisten komponenttien sisällyttämisen jälkeen.

Lataa älykkäästi

Lataustavat vaikuttavat merkittävästi akun pitkän aikavälin kunnon säilymiseen. Käytä aina akun kemiallista koostumusta ja pakkauskonfiguraatiota varten suunniteltua laturia. Jos akussa on hallintajärjestelmä, käytä yhteensopivaa latausvarustetta ja noudata valmistajan määrittelemiä virta- ja jänniterajoja.

Älä lataa akkua välittömästi kuumen lentomatkam sen jälkeen. Anna pakalle jäähtyä ensin. Samoin älä lataa akkua, joka on altistunut pakkaselle, ennen kuin se on palautunut turvalliselle käyttöalueelle.

Pinnallisilla sykleillä voidaan auttaa säilyttämään pitkän aikavälin kapasiteettia. Akun jatkuvainen tyhjentäminen lähes tyhjäksi ja täyteen lataaminen aiheuttaa litiumioniakulle enemmän rasitusta kuin käyttö keskitetyllä varausasteikolla. Arkipäiväisessä käytössä on usein hyödyllistä välttää tarpeeton syvätyhjennys. Täydet lataukset voivat silti olla perusteltuja tehtävää varten, kun maksimikesto on vaadittu, mutta akun säilyttäminen 100 %:n varausasteella pitkäksi aikaa ei yleensä ole ideaali ratkaisu.

Vältä syvää purkautumista

Syvä purkaminen voi vahingoittaa akun terveyttä ja aiheuttaa turvallisuusriskejä. Dronia ei saa lentää, kunnes akku on täysin tyhjentynyt. Jännite voi laskea nopeasti kuorman alla purkamisen lopussa, erityisesti kylmissä olosuhteissa tai vanhentuneessa akupakassa.

Aseta järkevät matalan akun varoitukset ja kotiinpaluun käynnistävät rajat. Nämä asetukset pitäisi ottaa huomioon tuuli-, lähtöpisteestä mitatun etäisyyden, kuorman, lämpötilan ja mahdollisuuden, että drone tarvitsee lisää energiaa turvalliselle kotiinpaluulle.

Levossa matalajännitteinen akku saattaa toipua hieman kuorman poistumisen jälkeen, mutta se ei tarkoita, että lennon jatkaminen olisi turvallista. Jännitteen toipuminen voi olla harhaanjohtavaa; akupakka saattaa silti olla lähellä käytännön purkamisrajaa.

Säilytä kestävyyden parantamiseksi

Pitkäaikainen säilytys on yksi akkujen huollon usein unohtuneimmista osa-alueista. Akkuja tulisi yleensä säilyttää osittaisessa lataustilassa eikä täysin ladattuina tai lähes tyhjinä.

Käytännöllinen varastointitavoite on noin 40–80 % lataustilassa, riippuen akun tyypistä ja valmistajan ohjeista. Varastoitaessa akkuja tulee pitää niitä viileässä, kuivassa ja vakaisessa ympäristössä, pois suorasta auringonvalosta, kosteudesta, syttyvistä materiaaleista ja äärimmäisistä lämpötiloista.

Älä jätä akkuja ajoneuvoihin, autotallien tai ulkoilmatilojen, joissa lämpötila voi nousta tai laskea voimakkaasti. Älä varastoi akkuja pakkaslämpötiloissa, eikä pidä niitä täysin ladattuina pitkäksi aikaa, ellei valmistaja erityisesti suosittele tätä.

Ennen varastoidun akun käyttöönottoa tulee tarkistaa, ettei akussa esiinny turvotusta, vaurioita, korroosiota, löysän kytkinten, epätavallista hajua tai poikkeavaa kuumenemista. Vaurioituneita akkuja ei saa käyttää lentämiseen eikä ladata.

Lentoaikaan lisääminen Tcbest-akken solujen avulla

Dronivalmistajille ja akkupakkausten suunnittelijoille solujen valinta on strateginen suorituskykyä koskeva päätös. Tcbestin akkuperhe korostaa ominaisuuksia, jotka ovat erityisen tärkeitä UAV-sovelluksissa: korkea energiatiukkuus, vakaa jännitteen toimitus, lämmönkäyttäytyminen, nopean latauksen mahdollisuus ja kestävyys käyttökertojen suhteen.

Korkean suorituskyvyn INR 21700 -solut, joiden kapasiteetti on 5,0 Ah, nopean latauksen kyky 5C ja purkukyky yli 10C, voivat tarjota vahvan perustan vaativiin dronien akkujärjestelmiin. Tarkka pakkaussuorituskyky riippuu solujen konfiguraatiosta, akkujen hallintajärjestelmän suunnittelusta, jäähdytyksestä, liittimistä, johdoinnista, lentokoneen painosta ja tehtäväprofiilista, mutta nämä solutasoiset ominaisuudet ratkaisevat useita dronien käyttäjiä koskevia keskeisiä haasteita.

Vakaa teho kuormituksen alla

Lentokoneen nousussa, nousun aikana ja korkean tuulen vaikutuksen alaisena lentokoneet tarvitsevat nopeaa tehon toimitusta. Solut, joissa on alhainen jännitepudotus, voivat auttaa ylläpitämään vakaita tulosteita, kun virran kysyntä kasvaa. Tämä tukee tasaisempaa moottorin suoritusta ja voi vähentää varhaisen alhaisen jännitteen varoituksen todennäköisyyttä, joka johtuu hetkellisistä kuormitushuipuista.

Ilmakuvaukseen, tarkastukseen, kartointiin ja raskaiden kuormien kuljetukseen vakaa jännite voi myös auttaa ylläpitämään ennustettavaa lentokoneen käyttäytymistä koko lennon ajan.

Nopea vaihto tehtävien välillä

Nopea lataus voi olla hyödyllinen, kun lentotoimet vaativat usein akkujen vaihtoa. 5C-kykyinen latausratkaisu voi vähentää käyttökatkoja, kun se toteutetaan turvallisissa lämpötila- ja akkujenhallintarajoissa.

Kuitenkin nopea lataus vaatii aina asianmukaisesti suunnitellun latausjärjestelmän. Laturi, akkupakkaus, BMS-järjestelmä, liittimet ja jäähdytysstrategia on kaikki suunniteltava turvallisesti käsittelemään tarkoitettua latausnopeutta. Nopeampi ei ole automaattisesti parempi, jos se aiheuttaa liiallista lämpöä tai kiihdyttää akun kulumista.

Kestävyys haastavissa ympäristöissä

Dronet toimivat usein olosuhteissa, jotka ovat vähemmän siedettäviä kuin laboratoriotestit: kuumat työpaikat, kylmät aamut, korkeat korkeudet, tuuli, pöly ja toistuvat korkean tehon lentokyklyt. Premium-akkusolut, joilla on vahva lämpökäyttäytyminen ja alhainen sisäinen vastus, voivat tukea luotettavampaa suorituskykyä näissä olosuhteissa.

Runkojen kestävyyden ja vaativien ilmastojen osalta akkulaatu vaikuttaa enemmän kuin lentoaikaan. Se vaikuttaa jännitteen vakauttaan, moottorin reaktioon, latauksen tasaisuuteen, huoltovaatimuksiin ja luottamukseen akun jäljellä olevaan energiamäärään.

Lopulliset huomiot

Droneakun parantaminen kestämään pidempään ei liity yksittäiseen parannukseen. Pidempi lentoaika saavutetaan tasapainottamalla kapasiteettia, solukemian valintaa, purkukykyä, jännitettä, lentolaitteen painoa, propulsiotehokkuutta, kuorman massaa, sääolosuhteita ja lentäjän taitoa.

Kestävyyden parantamiseksi käytä akkupakkausta, jolla on korkea energiatiheys ja riittävä tehotaso, pidä lentolaite mahdollisimman kevyenä ja aerodynaamisesti tehokkaana sekä lennä tasaisesti realistisin turvavarauksin. Akkujen latauskiertojen elinikää voidaan pidentää välttämällä syvää purkua, säätämällä latauslämpötilaa, säilyttämällä akut kohtalaisessa lataustasossa ja käyttämällä korkealaatuisia soluja, jotka on suunniteltu tähän käyttötarkoitukseen.

UAV-rakentajille ja laitetoimijoille premium-luokan 21700-solut tarjoavat arvokkaan yhdistelmän kapasiteettia, tehonottoa, alhaista jännitepudotusta ja pitkäaikaista kestävyyttä. Kun ne integroidaan harkitusti hyvin suunniteltuun akkupakkausjärjestelmään, ne voivat auttaa droneja lennämään pidempään, toimimaan yhtenäisemmin ja säilymään tuottavana useamman latauskierron ajan.

Opettele, kuinka pidät dronin akun kestävänä pidempään parantamalla lentotehokkuutta, vähentämällä tarpeetonta painoa, valitsemalla sopivia litiumioniakkuja sekä noudattamalla oikeita lataus- ja säilytyskäytäntöjä. Tässä oppaassa käsitellään lentoaikaa, akun käyttöikää, akkupaketin suunnittelua, lämpötilavaikutuksia, kuorman suunnittelua sekä käytännön tapoja parantaa dronin suorituskykyä ja luotettavuutta.