Дрондар неге Lipo батареяларын қолданады

I. Литий-иондық және литий-полимерлі батареяларға шолу

1.1 Литий-иондық батареялар (Li-ion) дегеніміз не?

• Құрылымы және энергия тығыздығы
Литий-иондық батареялар әдетте сұйық электролитпен толтырылған цилиндрлі немесе тікбұрышты металл қаптамаларды қолданады. Олардың сипаттамаларына мыналар жатады:
Өте жақсы көлемдік энергия тығыздығы (Wh/кг)
Жоғары қабілетті құрылғы және стабильдік
Сәл ауырлау салмақ
LiPo батареяларымен салыстырғанда разрядтау қабілеті төменірек
Олардың жоғары энергия тығыздығына байланысты литий-иондық батареялар кеңінен қолданылады:
Ноутбуктер
Электрлік көліктер
Аэрофотосуретке түсіру үшін дрондар
Ұзақ қызмет көрсету уақыты бар платформаларда

• Li-ion-ның негізгі сипаттамалары
Ұзақ ұшу үшін жоғары энергия тығыздығы
Ұзақ цикл өмірі (~300–500 цикл)
Бірдей сыйымдылық үшін қолданылуы тиімдірек
Тұрақты химиялық құрамы, жұмыс істеуі қауіпсізірек
Төмен разрядтық жылдамдық, лездік ток шектеулі
Маңызды үшін:
Аэрофотосуретке түсіру үшін дрондар, ұзақ қашықтықтағы FPV, зерттеу дрондары, тұрақты қанатты дрондар.

1.2 Литий полимерлік аккумуляторлар (LiPo) дегеніміз не?

• Құрылымы және икемділігі
LiPo аккумуляторлары гель тәрізді полимерлік электролит пен жұмсақ пакеттеу материалдарын қолданады, бұл негізгі артықшылықтар береді:
Өте жеңіл
Икемді өлшемі / оңай түзетуге болады
Төмен ішкі кедергі
Өте жоғары разрядтық жылдамдықтар (25C–150C)
Сондықтан LiPo аккумуляторлар басымдық құрады:
FPV жарыс дрондары
Фристайл дрондары
RC ұшақтары

• LiPo-ның негізгі сипаттамалары
Өте жоғары разрядтық қабілет
Жоғары кернеу стабильділігімен сипатталатын төмен ішкі кедергі
Жеңіл, икемді пішін факторы
Төмен энергия тығыздығы
Қысқа жұмыс істеу мерзімі және ұлғаюға бейімділік
Маңызды үшін:
Жоғары өнімділікті, тез жауап беретін дрон қолданбалары.

li-ion және LiPo аккумуляторларының негізгі айырмашылықтары

• Энергия тығыздығы мен салмақты салыстыру
Кесте 1 — Li-ion және LiPo шолуы

Li-ion = «ұзағырақ ұшады»
LiPo = «күштірек және жылдамырақ ұшады»
• Разрядтау жылдамдығы мен ұшу сипаттамасы
Кесте 2 — Разрядтау жылдамдығын салыстыру

LiPo-ның өте жоғары разрядтау қабілеті — гоночтық дрондар Li-ion қолдана алмайтын негізгі себеп.

II. Li-ion және LiPo аккумуляторлардың қызмет ету мерзімі

2.1 Зарядтау және разрядтау циклін салыстыру

• Li-ion қызмет ету мерзімі
300–500 цикл
Сақтау нәтижесінде тозуға қарсы төзімді
Сирек ісінеді
Төменгі/орташа разряд кезінде сыйымдылық баяу төмендейді
Жалпы алғанда LiPo-ға қарағанда қызмет ету мерзімі ұзынырақ

• LiPo қызмет ету мерзімі
150–300 цикл (пайдалану интенсивтілігіне қарай өзгереді)
Үлкен токпен разрядтау қарқындатылған қартаюға әкеледі
Шідімділікке бейім
Зарядтау/сақтау талаптары қатаң
Жоғары өнімділік → қысқа қызмет ету мерзімі.

2.2 Аккумулятордың қызмет ету мерзіміне әсер ететін негізгі факторлар

• Зарядтау мен разрядтау әдеттері
Артық зарядтаудан аулақ болыңыз (максимум 4,2 В/элемент)
Терең разрядтан аулақ болыңыз (3,3 В/элементтен төмен болмауы керек)
Тепе-теңдікті зарядтау маңызды
Сақтау кернеуі 3,75–3,85 В/элемент
LiPo үшін терең разряд ерекше зиянды.

• Қоршаған ортаның жағдайлары
Жоғары температура қартайтуды/пісіруді тездетеді
Төмен температура разрядталу қабілетін төмендетеді
Ұзақ уақыт бойы толық зарядталу немесе толық разрядталу қартаюды арттырады
LiPo аккумуляторлары қоршаған орта жағдайларына қарсы сезімталырақ.

III. Дронның өнімділігіне қатысты факторлар

3.1 Энергия тығыздығы және ұшу уақыты

• Шыдамдылыққа әсері
Жоғары энергия тығыздығы → ұшу уақыты ұзағырақ
Li-ion: Ең жақсы шыдамдылық
LiPo: Жоғары қуатты, бірақ қысқа жұмыс уақыты
Сондықтан ұзақ қашықтықты ұшатын дрондар әдетте Li-ion таңдайды.

• Қайсы аккумулятор ұзақ ұшу уақытын ұсынады?
Жеңімпаз: Литий-ионды аккумуляторлар
Ең қолайлы пайдалану саласы:
Әуе фотосуретке түсіру
Түсіру жұмыстары
Ұзақ қашықтықты FPV
Тұрақты қанатты дрондар
LiPo қысқа, бірақ жоғары қуатты ұшуларға сәйкес келеді.

3.2 Разрядтық қабілеті және шығыс қуаты

• Жоғары өнімділікті ұшу қажеттіліктері
Жарыс дрондары талап етеді:
Тез үдеу
Айналулар, төңкерістер, сүйір бұрышпен бұрылулар
Жоғары жылдамдықты сүзгілер
Дер кезде газ беру
LiPo аккумуляторлары күшті лездік ток береді.

• Li-ion және LiPo арасындағы айырмашылық жарыс дрондарында
Кесте 3 — Жарыс өнімділігін салыстыру

Жарыс дрондарында LiPo аккумуляторларын пайдалану қажет.

3.3 Салмақ пен өлшемнің әсері

• Салмақ және ұшу өнімділігі
Жеңіл дрондар мыналардан пайда көреді:
Тез үдеу
Жоғары маневрлік қабілет
Жақсырақ қозғалтқыштың пайдалы әсер коэффициенті
LiPo-ның жұмсақ қаптама дизайны → салмағына байланысты дрондар үшін идеалды.

• Кіші дрондар үшін артықшылықтар
LiPo мынадай пішінде болуы мүмкін:
Жұқа пакеттер
Төртбұрышты/тік төртбұрышты элементтер
Өзгертілген өлшемдер
Кез келген тізбектей/параллель конфигурация
Микродрондар мен ықшам FPV жинақтары үшін өте қолайлы.

IV. Li-ion және LiPo аккумуляторлардың қауіпсіздігі

4.1 Жалпы қауіп талдауы

• Li-ion қауіптері
Ішкі тұйықталу
Жылулық жүйенің бұзылуы
Жоғары температура әсері
Физикалық зақымдану
Қате зарядтау

• Металл корпус → қорғанысты арттырады.

• LiPo қауіптері
LiPo-ның жұмсақ пакеті одан әрі сынғыш:
Ұзақ отыруы оңай
Сығылуға/тесілуге сезімтал
Артық зарядтау = өрт қаупі
Жоғары жылулық басып кету қаупі
LiPo-ны ерекше назар аударып пайдалану қажет.

4.2 Қауіпсіздік шаралары

• Дұрыс зарядтау мен сақтау
Тепе-теңдік зарядтағышты қолданыңыз
Ұяшық сайын 4,2 В-тан аспауға тиіс
Сақтау кернеуі шамамен 3,8 В
Отқа төзімді LiPo сөмкелерін қолданыңыз
Ешқашан қадағаламай зарядтамаңыз

• Күнделікті техникалық қызмет көрсету
Әр ұшырысқа дейін ісінуді тексеріңіз
Түсіру/сығуға жол бермеңіз
Зарядтау алдында батареяны суытыңыз
Зақымданған жағдайда пайдалануды тоқтатыңыз
Литий-ионды және литий-полимерлі батареялар дұрыс қолданылған жағдайда қауіпсіз болуы мүмкін.

V. Дронға қандай батареяны таңдау керек

5.1 Гоночные дрондар үшін ең жақсы — неге LiPo жеңеді

Жарыс дрондары талап етеді:
Өте жоғары шығыс қуаты
Жылдам кернеу жауабы
Аса жеңіл салмақ
Икемді пішіндер
LiPo барлық талаптарға сай → FPV үшін сала стандарты.

5.2 Аэрофотосуретке ең жақсы — Неліктен Li-ion идеалды

Аэросуретке түсіру қажет етеді:
Ұзақ ұшу уақыты
Тұрақты кернеу шығысы
Төменгі тұрақты ток
Li-ion қамтамасыз етеді:
Ұзағырақ шыдамдылық
Жақсырақ қызмет ету мерзімі
Тұрақтырақ жұмыс істеу
Көптеген кәсіби дрондар (мысалы, DJI) Li-ion немесе гибридті LiPo-HV жүйелерін қолданады.

5.3 Өнімділік пен қызмет ету мерзімін теңестіру

LiPo-ны төмендегі жағдайларда таңдаңыз:
Жоғары қуат шығысы
Тез газ реакциясы
Максималды басқарылуы
Жарыс немесе фристайл
Li-ion-ды төмендегі жағдайларда таңдаңыз:
Ұзақ ұшу уақыты
Ұзақ қашықтыққа сапар
Тиімді төмен қуатты жұмыс істеу
Әуеден түсіру / өнеркәсіптік міндеттер

Қорытынды: Неліктен дрондарда LiPo аккумуляторлар жиі қолданылады?
LiPo аккумуляторлар мыналарға байланысты дрондарда кеңінен қолданылады:
Өте жоғары разрядталу жылдамдығы
Жеңіл конструкция
Төменгі ішкі кедергі
Қуатты лезде шығарылатын энергия
Жоғары маневрлі ұшуға сәйкес келеді
Li-ion бағдарламалары ұзақ ұшу уақытын және ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз етеді, бірақ олар гонка мен фристайл ұшуда қажетті лездік токты беруі мүмкін емес, сондықтан FPV дрондары үшін LiPo-ның орнынбасар болып табылады.

Сипаттама： Дрондар жеңіл болғандықтан, өте жоғары разрядталу жылдамдығын қамтамасыз ететіндіктен және тез үдеу мен маневрлеуге қуатты лезде шығарылатын энергияны беретіндіктен LiPo аккумуляторларды қолданады. LiPo элементтері төмен ішкі кедергі мен тез кернеу реакциясын қамтамасыз етеді, оларды FPV гонкалары мен жоғары өнімді дрондар үшін идеалды етеді.