EN
Кыскача
Баарынча учуучу учактарда (БУУ) колдонулган литий-базалуу аккумуляторлордун ичке басмы - бул иштөө ишенимдүүлүгүн жана коопсуздугун тууралан таасир эткен негизги коргоо көрүнүшү. Бул макала ичке басмадан жооптуу физико-химиялык механизмдерди кеңейтип, иштөө жана сактоо менен байланышкан ичке басма түрлөрүн ажыратып, байланышкан коркунучтарды баалап, негизделген алдын алуу стратегияларын сунуштайт. Электрохимиялык теорияны БУУга тиешелүү колдонуу үзгүлтүксүздүгү менен бириктирип, изилдөө коопсуз учкычтын ишин колдоо жана аккумуляторду башкаруу системаларын (АБС) болушу мүмкүн болгон жакшыртууларга негиз болууну максат кылат.
1. Киргизүү
Литий-ион (Li-ion) жана литий-полимер (LiPo) аккумуляторлор югары энергия тыгыздыгы, жеңил конструкциясы жана туруктуу разрядтык мүнөзүмү үчүн БУАлар үчүн баштапкы батарея болуп келет. БУА колдонулушунун айдош картографиялаш, так айыл чарба, экстралык жооп ирээттери жана өнөр жай тейлөө сыяктуу тармактарга чейин кеңейиши менен борттош кубат системасынын ишенчсиздиги бир тума эле мааниге ээ болуп келет.
Артыкчылыктарына карабастан, литий негиздеги аккумуляторлор жылуулуктук чыдамдуулукка, механикалык таасирге, туура эмес заряддоого же туура эмес сактоо шарттарына дуушар болгондо начарлайт. Ар бир турдагы начарлоолордун ичинде аккумулятордын ичке кабы илигиш, анын кабынын же корпусунун нормадан тыш кеңейиши коопсуздук боюнча башкы маселе болуп келет. Илигиш аккумулятордун ишин гана төмөндөтпөйт, бирок отту, жарылууну жана уулашкан газдардын чыгышынын коркунучун да күчөтөт.
Бул документ UAV операциялык чөйрөлөрүнө ылайыктуу ичке бузулуш механизмдери, таасир этүүчү факторлор жана алдын алуу чараларын деталдуу талдоо кылып, мурунтан эле бар изилдөөлөрдү кеңейтет.
батареянын ишигиш кубулуштарынын классификациясы
2.1 Жогорку жүктөм менен иштөө учурундагы өтүстүк ишигиш
Талапкою толгон учактардын тапшырмалары учурунда, жогорку разряд токторуна байланыштуу UAV батареялары температуранын ылдам көтөрүлүшүн баштайт. Тез үдетүү, күчтүү шамалда олкуруп тургуу же оор жүктөрдү ташуу ички каршылыктын жылынышын маанилүү даражада көбөйтөт.
Элементтин температурасы порча керек болгон чегин (адатта 40–45°C жана андан жогору) басып кеткенде, паразиттик реакциялар башталат. Бул реакцияларга электролиттик эриткичтердин бөлүнүп чыгышы жана катуу электролиттик аралык (SEI) деңгээлинин бузулушу кирет. Натыйжада пайда болгон газ түрүндөгү калдыктар — адатта CO₂, H₂ жана төмөн молекулалык салмактуу углеводороддор — батареянын герметик камчасынын ичинде топтолот.
Бул ичилди кеңеюү түрү, адатта, кайра оорукка ээ. Батарея суураканда, ички басым азайып, корпус баштапкы формасына кайтышы мүмкүн. Бирок жогорку температурага кайталанып дуушар болушо SEI-нын бузулушун ылдамдатат, ички каршылыкты көбөйтөт жана узак мөөнөттүк чиришүүнү ынталандырат. Убакыт өтүсө, жылуулуктук чыдамдуулугу сакталбаса, убактылуу ичилди кеңеюү туруктуу болуп калышы мүмкүн.
2.2 Сактоо мөөнөтүндөгү туруктуу ичилди кеңеюү
Сактоо мөөнөтүндө болгон ичилди кеңеюү, адатта, күчтүүрөк болот жана туруктуу ички зыянды көрсөтөт. Көбүнчө температурага байланыштуу болгон иштөө кезиндеги ичилди кеңеюүдөн айырмаланып, сактоого байланыштуу ичилди кеңеюү негизинен электрохимиялык бекемсиздик менен узак мөөнөттүк чиришүү менен байланыштуу.
2.2.1 Цикл менен чыккан ичилди кеңеюү
Литийге негизделген аккумуляторлор ар бир заряддоо-разряддоо цикли менен структуралык жана химиялык өзгөрүүлөргө дуушар болот. Жүздөгөн циклдардан кийин SEI катмары калыңдайт, активдүү материал изоляцияланат жана электроддордун пористи азаят. Бул өзгөрүүлөр ички каршылыкты көбөйтөт жана газ түзүүчү реакцияларды күчөтөт.
Аккумулятор колдонууга жарамдуу мөөнөтүнүн аягына жакындаган сайын, заряддын жеңил ашып кетиши же температуранын жеңил өзгөрүшү сыяктуу минордуу стресстик факторлор ичке шишүүгө түрткү болушу мүмкүн.
2.2.2 Туура эмес сактоо шарттары
Сактоого байланыштуу бир нече фактор шишүү коркунучун чоңдойт:
● Терең разряд (ар бир ячейка үчүн <3,0 В) аноддук ток өткөргүчтөн мыс эрип чыгышына алып келет, бул ички кыска туташууга алып келет.
● Механикалык зыян сепараторго зыян келтирип, электроддордун туурасынан байланышына мүмкүндүк берет.
● Ылгал электролит компоненттери менен реакцияга кирип, жылуулук жана газ бөлүп чыгарат.
● Эң экстремалдуу заряд деңгээлинде сактоо электролиттин тотунушун жана SEI теңсиздигин тездетет.
● Ысытылыкта сактоо (30°C) реакция тездигин жана газ пайда болууну күчөтөт.
Бул факторлор биргелеше кайтарылбас шишүүгө, көбүнчө сыйымдуулукту жоготуу менен бирге келген кернеудүн бекемсиздиги менен салыштырылат.
3. Шишүүнүн физико-химиялык механизмдери
3.1 Электролиттин ыдырашы
Органикалык карбонат негиздеги электролиттер жылуулукка сезимтал. Жогорку температурага же ашыкча кернеуге дуушар болгондо алар газ түзүүчү продукттарга чейин ыдырайт. Бул ыдыраш - шишүүнүн башка себептеринин бири.
3.2 Литийдин пластиналанышы жана дендриттик түзүлүш
Төмөнкү температурада же жогорку кернеудө заряддоо анод бетинде металл литийди жинашына алып келет. Литийдин пластиналанышы сыйымдуулукту азайтат жана ички каршылыкты көтөрөт. Дагы да маанилүүсү, металл литий эң реактивдүү жана электролиттик эриткичтер менен газ түзүүчү реакцияны баштай алат.
3.3 SEI катмарынын бекемсиздиги
Анод-электролит интерфейсин стабилдештирүү үчүн SEI катмары маанилүү. Бирок, жылуулуктук чыңалуу, ашыкча заряддоо же механикалык деформация SEI трещинкаларына алып келет. Кайталанган SEI бузулушу электролитти түгөтүп, газ бөлүп чыгарат, бул шишүүгө салым кошот.
3.4 Сепаратордун бузулушу
Сепаратор — бул электроддорду туурасынан байланыштырышын басаңдаткан чөптүү полимер мембрана. Механикалык таасир, ишигиш же өндүрүштүк кемчиликтер сепараторду зayıф кылышы мүмкүн. Бир жолу бузулса, ички кыска туташуу болуп, жылдам жылуулук чыгышына жана газ бөлүнүшүнө алып келет.
4. Шишенген батареяларды аныктоо жана баалоо
Казалыктарды алдын алуу үчүн шишип кетүүнү эрте аныктоо маанилүү. Негизги көрсөткүчтөр:
● Батарея корпусунун көз кардай бузулушу же кенеюү
● Батареяны БИУга киргизүүдө же алып чыгууда кыйынчылыктар
● Тамактан же ысык химиялык истиң ачуусу
● Учуу убактысынын кыскаруусу же керектүү эмес керне чыгышы
● Заряддоо же разряддоо учурунда температуранын көтөрүлүшү
Ички басымды бошотуу үчүн аккумуляторду чуркап же басуу аракеттери ооруу курчак жана жаныштынын башталышына алып келүү мүмкүн. Бухгалтерлерди дароо колдонудан тартуу керек.
5. Чуркаш менен байланышкан кооптуулук катары
5.1 Жаныш жана жылуулуктук чыгыш
Ички короткийче түзүлүш же экзотермиялык реакциялар жылуулуктук чыгышты шарттоочу өздүгүнөн тездетилген процесске алып келүү мүмкүн, ал жанышка алып келет.
5.2 Механикалык жарылуу
Артык ички басым аккумулятор корпусунун жарылып, ысык газдарды жана отко оңой тиешки электролитти чыгаруусуна алып келүү мүмкүн.
5.3 Уулашкан газ эмүлүшү
Электролиттин ыдыраш өнүмдөрү тынчып алууга кооптуу органикалык бууларды камтышы мүмкүн.
5.4 UAV-дын конструкциялык зыян
Чуркаган аккумулятор БПЛАнын аккумулятор бөлмөсүнүн формасын өзгөртүү, коннекторлорго зыян келтирүү же суу системаларына тоскоол болушу мүмкүн.
6. Алдын алуу стратегиялары
6.1 Заряддоо менен идентификациялоо
● Өндүрүүчү тарабынан бекитилген заряддоо куралдарын колдонуңуз жана жакшыраак колдоно албаган учурда тез заряддоодон карай калыңыз.
● Батареяны заряддоо учурунда көзөмөлсүз калтырбаңыз.
● Толугу менен заряддалганда заряддоону токтотуңуз жана мезгил-мезгили менен элементтердин кернеэсин теңдештирүүнү жасаңыз.
● Учуудан дароо кийин заряддоого кирмеңиз; жетиштүү суулаштыруу убактысын бериңиз.
6.2 Жылуулукту башкаруу
● Батареяларды суусуз, жылуу жерде сактоо керек.
● UAV'дорду узак убакыт күн нуруна кабылбоого жол бербеңиз.
● Ташуу учурунда отко туруштуруучу же жылуулуктан изоляцияланган контейнерлерди колдонуңуз.
6.3 Сактоо тейлөөсүн оптималдаштыруу
● Узак мөөнөт сактоо үчүн заряддын деңгээлини 40–60% чегинде кармоо.
● Терең разряддан сактануу үчүн ар бир 1–3 ай сайын кайрадан заряддоо.
● Жылуулук таралышын болдурубоо үчүн аккумуляторлорду жеке сактоо.
6.5 Механикалык коргоо
● Аккумуляторду таштап албоо же басып жиберүүдөн сактануу.
● Ылгалдан жана титирөөдөн коргоо.
● Тозуу же деформация белгилерин регулярдуу текшерүү.
6.5 Иштөө көзөмөлү
● Учуу башкаруу системалары аркылуу цикл санын жана иштөө көрсөткүчтөрүн көзөмөлдөө.
● Кернеүнүн туура эмес деңгээли же сыйымдуулугунун төмөндөшүн көрсөткөн аккумуляторлорду алмаштырыңыз.
● Батареяны баскаруу алгоритминин жакшыртылган версияларын колдонуу үчүн микробағдарламаны жаңыртып тургуңуз.
7. Натыйжасы
БУА системаларында аккумулятор шишүү — жылуулуктук чыдамдуулук, электр химиялык чапталуу, механикалык зыян жана туура эмес сактоо практикасы менен чогулткан көп факторлуу кубулуш. Иштеп турганда болгон өтүмдүү шишип кетүү кайра калыбына келтирилсе болот, бирок сактоо мөөнөтүндө байкалган шишип кетүү көбүнчө ички ирээлес ынтыккандыгын билдирет.
Илимий негизделген заряддоо, сактоо жана көзөмөл доорун колдонуу аркылуу колдонуучулар шишип кетүүнүн учурларын элеңсиз азайта алышат жана БУА коопсуздугун жакшырта алышат. Аккумулятор химиясы жана баскаруу системаларынын ынтымагы сенсибирликти жакшыртуу үчүн улантылса да, шишип кетүүгө байланыштуу коркунучтарды алдан чыгарууда колдонуучунун билги артыкчылыкка ээ.
