ວິທີການເຮັດແບດເຕີຣີ້ຂອງຢົນບິນບັນຊີ

ເຫດໃດຈຶ່ງຕ້ອງອອກແບບຖ່ານບິນດໍານຢ່າງລະອອນ

ການສ້າງຖ່ານສຳລັບບິນດໍານບໍ່ໄດ້ງ່າຍເທົ່າກັບການເຊື່ອມຕໍ່ເຊວເຊວລິເທີຽມບໍ່ກີ່ຫຼາຍຊິ້ນເຂົ້າດ້ວຍກັນ. ແຫຼ່ງພະລັງງານຕ້ອງສາມາດສົ່ງຜ່ານປະລິມານໄຟຟ້າທີ່ແຮງ, ມີນ້ຳໜັກເບົາ, ແລະ ດຳເນີນການຢ່າງປອດໄພໃຕ້ສະພາບການທີ່ປ່ຽນແປງຢ່າງໄວວາ. ເນື່ອງຈາກຖ່ານຂອງບິນດໍານມີຜົນຕໍ່ເວລາບິນ, ຄວາມສາມາດໃນການຮັບນ້ຳໜັກ, ແລະ ຄວາມສະຖຽນ, ດັ່ງນັ້ນການອອກແບບຈຶ່ງຕ້ອງອີງໃສ່ຄວາມເຂົ້າໃຈທາງດ້ານວິທະຍາສາດ ແລະ ຄວາມແນ່ນອນທາງດ້ານວິສະວະກຳ. ທຸກໆການμຕັດສິນໃຈ—ຈາກເຄມີສູດຈົນເຖິງໂຄງສ້າງ—ຈະກຳນົດວ່າຖ່ານຈະປະຕິບັດເຮັດວຽກແນວໃດເມື່ອບິນຢູ່ໃນອາກາດ.

ຄວາມຕ້ອງການດ້ານປະສິດທິພາບທີ່ກຳນົດການເລືອກເຄມີສູດຖ່ານ

ກ່ອນທີ່ຈະເລີ່ມການຜະລິດໃດໆ ວິສະວະກອນຕ້ອງເຂົ້າໃຈຢ່າງຊັດເຈນວ່າ ຂະຫນາດແບດເຕີຣີ່ຕ້ອງປະຕິບັດຫນ້າທີ່ຫຍັງ. ເຄື່ອງຈັກຂອງເຮືອບິນບີນໄດ້ (Drone) ໃຊ້ປະຈຸລີໄຟຟ້າຈຳນວນຫຼາຍ, ດັ່ງນັ້ນແບດເຕີຣີ່ຈຶ່ງຕ້ອງປ່ອຍພະລັງງານອອກຢ່າງໄວວ່າໂດຍບໍ່ເຮັດໃຫ້ຮ້ອນເກີນໄປ ຫຼື ເກີດການຫຼຸດລົງຂອງຄ່າຄວາມຕ້ານ. ໃນເວລາດຽວກັນ ນ້ຳໜັກຕ້ອງຖືກຫຼຸດລົງໃຫ້ໝາກທີ່ສຸດເພື່ອຮັກສາປະສິດທິພາບການບິນ. ຄວາມຕ້ອງການເຫຼົ່ານີ້ອธິບາຍວ່າເປັນຫຍັງເຊວເລີ່ຍທີ່ເຮັດຈາກລິເທີ້ມ-ໂປລີເມີ (lithium-polymer) ຈຶ່ງເປັນທີ່ນິຍົມໃນອຸດສາຫະກຳເຮືອບິນບີນໄດ້: ຮູບແບບການຜະລິດແບບຖົງ (pouch-style) ຊ່ວຍຮັກສານ້ຳໜັກໃຫ້ຕ່ຳ ແລະ ສູດເคมີຂອງມັນສາມາດສະໜັບສະໜູນອັດຕາການປ່ອຍພະລັງງານທີ່ສູງ. ອີງຕາມການນຳໃຊ້ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊວເລີ່ຍລິເທີ້ມ-ໄອອົຟ (lithium-ion) ແບບເຄືອບເປືອກກົງ (cylindrical) ຫຼື ເຊວເລີ່ຍ LiFePO₄ ອາດຈະຖືກນຳໃຊ້, ແຕ່ຂໍ້ຈຳກັດຂອງມັນໃນດ້ານນ້ຳໜັກ, ຄ່າຄວາມຕ້ານ ຫຼື ຄວາມສາມາດໃນການປ່ອຍພະລັງງານເຮັດໃຫ້ມັນເໝາະສົມນ້ອຍກວ່າສຳລັບເຮືອບິນທີ່ບິນຢູ່ໃນອາກາດເຖິງແມ່ນວ່າຈະເປັນເຮືອບິນທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍ.

ການກຳນົດຄວາມຕ້ານ, ຄວາມຈຸ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການໃນການປ່ອຍພະລັງງານ

ຂະບວນການອອກແບບເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍການ ກໍາ ນົດຄຸນລັກສະນະໄຟຟ້າຂອງແບັດເຕີຣີ. ແຮງດັນໄຟຟ້າຖືກ ກໍາ ນົດໂດຍ ຈໍາ ນວນຈຸລັງທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ເປັນຊຸດ, ມີການຕັ້ງຄ່າທົ່ວໄປເຊັ່ນ 3S, 4S, ຫຼື 6S. ຄວາມອາດສາມາດ, ວັດແທກໃນລີແມລີເຟີ, ມີອິດທິພົນຕໍ່ໄລຍະເວລາທີ່ drone ສາມາດຢູ່ເທິງອາກາດ, ໃນຂະນະທີ່ລະດັບການປ່ອຍສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພະລັງງານທີ່ເກັບໄວ້ສາມາດສົ່ງໄປຫາເຄື່ອງຈັກໄດ້ໄວປານໃດ. ຂໍ້ ກໍາ ນົດເຫຼົ່ານີ້ຕ້ອງສອດຄ່ອງກັບຂໍ້ ຈໍາ ກັດທາງດ້ານຮ່າງກາຍຂອງ drone, ເນື່ອງຈາກວ່າແບັດເຕີຣີຕ້ອງເຂົ້າກັນໄດ້ຢ່າງ ຫມັ້ນ ຄົງພາຍໃນກອບແລະຫລີກລ້ຽງການເພີ່ມນ້ ໍາ ຫນັກ ທີ່ບໍ່ ຈໍາ ເປັນ. ວິສະວະກອນມັກຈະສົມດຸນຄວາມທົນທານ, ນ້ ໍາ ຫນັກ, ແລະພະລັງງານອອກເພື່ອບັນລຸປະສິດທິພາບທີ່ຕ້ອງການ.

ຂະບວນການອຸດສາຫະກໍາທີ່ຢູ່ເບື້ອງຫຼັງການຜະລິດຈຸລັງ LithiumPolymer

ການຜະລິດເຊວເລີ່ຍທີ່ໃຊ້ໂປລີເມີຣ໌ລິທຽມ (lithium polymer) ມີຂັ້ນຕອນທີ່ຄວບຄຸມຢ່າງເຂັ້ມງວດ. ວັດຖຸທີ່ເປັນຕົວເຮັດວຽກສຳລັບອານໂອດ (anode) ແລະ ຄາໂທດ (cathode) ຖືກປະສົມເຂົ້າກັບຕົວຈັບ (binders) ແລະ ສ່ວນປະກອບທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ແຕ່ງໄຟຟ້າໄດ້ (conductive additives) ແລ້ວຈຶ່ງຖືກເຄືອບລົງໃສ່ຟອຍລ໌ເລັກໆທີ່ເຮັດຈາກເລືອກ. ຫຼັງຈາກການແຫ້ງ ແລະ ການອັດ, ຊັ້ນທີ່ຖືກເຄືອບແລ້ວຈະຖືກຈັດເປັນຊັ້ນຮ່ວມກັບຟີມທີ່ເປັນຕົວແຍກ (separator film) ເພື່ອປ້ອງກັນການລົດຕ່ຳພາຍໃນ. ວັດຖຸທີ່ຈັດເປັນຊັ້ນດັ່ງກ່າວຈະຖືກນຳໄປວາງໄວ້ໃນຖົງທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ (flexible pouch) ແລ້ວເຕີມເອເລັກໂທຣໄລທ໌ (electrolyte) ໃນສະພາບສຸນຍາກາດ (vacuum) ແລ້ວປິດຜາ. ເຊວເລີ່ຍຈະຖືກນຳໄປຜ່ານຂະບວນການການປັບຕັ້ງ (formation cycling) ໂດຍການທີ່ເຊວເລີ່ຍຖືກຊາດ ແລະ ປ່ອຍໄຟຟ້າອອກໃຕ້ສະພາບທີ່ຖືກຕິດຕາມຢ່າງເຂັ້ມງວດ. ຂັ້ນຕອນນີ້ເຮັດໃຫ້ເคมີສາດພາຍໃນມີຄວາມສະຖຽນ ແລະ ສ້າງຊັ້ນປ້ອງກັນທີ່ຮັບປະກັນຄວາມປອດໄພ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການໃຊ້ງານໄດ້ຢ່າງຍືນຍາວ.

ການປະກອບເຊວເລີ່ຍເຂົ້າເປັນຖົງແບດເຕີຣີ່ສຳລັບເຮືອບິນບໍ່ມີຄົນຂັບ (drone) ທີ່ໃຊ້ງານໄດ້

ເມື່ອເຊວລ໌ແຕ່ລະອັນຖືກຈັດຕັ້ງແລ້ວ ຈະຖືກປະສົມເຂົ້າດ້ວຍກັນເພື່ອປະກອບເປັນບໍ່ໄດ້ທີ່ຄົບຖ້ວນ. ເຊວລ໌ຕ້ອງຖືກຈັບຄູ່ໃຫ້ຄວາມຈຸແລະຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າພາຍໃນຂອງມັນເກືອບເທົ່າກັນ; ມິຖື້ມີດັ່ງນັ້ນ ບໍ່ໄດ້ອາດຈະບໍ່ສົມດຸນໃນເວລາໃຊ້ງານ. ຂຶ້ນກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າ (Voltage) ແລະ ຄວາມຈຸ (Capacity) ເຊວລ໌ຈະຖືກເຊື່ອມຕໍ່ເປັນລຳດັບ (Series), ເຊື່ອມຕໍ່ຄູ່ song (Parallel), ຫຼື ປະສົມທັງສອງຮູບແບບ. ການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງເຊວລ໌ມັກຈະເຮັດດ້ວຍວິທີການເຊື່ອມດ້ວຍຄື້ນສຽງສູງ (Ultrasonic Welding) ຫຼື ເຊື່ອມດ້ວຍຈຸດ (Spot Welding) ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າຈະມີຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າຕ່ຳ ແລະ ການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ແໜ້ນແຟ້ນທາງກົນໄກ. ໃນຂະນະນີ້ ລະບົບຈັດການບໍ່ໄດ້ (Battery Management System - BMS) ອາດຈະຖືກເພີ່ມເຂົ້າໄປເພື່ອຕິດຕາມຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າ, ອຸນຫະພູມ, ແລະ ຄ່າປະຈຸລີ (Current) ເພື່ອປ້ອງກັນການທີ່ໄດ້ຮັບພະລັງງານຫຼາຍເກີນໄປ (Overcharging), ການທີ່ສູນເສຍພະລັງງານຫຼາຍເກີນໄປ (Overdischarging), ແລະ ການລົດລົງຂອງໄຟຟ້າ (Short Circuits). ບໍ່ໄດ້ທີ່ຖືກອອກແບບສຳລັບເຮືອບິນບໍ່ມີນັກບິນ (Drone) ມືອາຊີບມັກຈະມີຄຸນສົມບັດ BMS ທີ່ທັນສະໄໝ ໃນຂະນະທີ່ບໍ່ໄດ້ສຳລັບເຮືອບິນແຂ່ງ (Racing Drones) ອາດຈະໃຊ້ສາຍດຸນດ້ວຍ (Balance Leads) ທີ່ງ່າຍດາຍກວ່າເພື່ອຫຼຸດນ້ຳໜັກ.

ການປ້ອງກັນທາງກົນໄກ ແລະ ການເຊື່ອມຕໍ່ຂອງຂາເຊື່ອມຕໍ່

ນອກຈາກການຕິດຕັ້ງອຸປະກອນໄຟຟ້າແລ້ວ ຂະໜາດຂອງຖ່ານຍັງຈຳເປັນຕ້ອງໄດ້ຮັບການປ້ອງກັນຢ່າງເຂັ້ມງວດ. ຖ່ານຈະຖືກຫໍ່ດ້ວຍວັດສະດຸທີ່ບໍ່ສາມາດນຳໄຟຟ້າໄດ້ເຊັ່ນ: ແຜ່ນເທັບ Kapton ຫຼື ແຜ່ນເທັບໄຟເບີເກີລາສ, ແລະ ອາດຈະເພີ່ມວັດສະດຸໃສ່ຄວາມນຸ່ມ (foam padding) ເພື່ອດູດຊຶມການສັ່ນສະເທືອນ ແລະ ການຕີກະທົບ. ຕູ້ຫຸ້ມທີ່ຫຸ້ມດ້ວຍຄວາມຮ້ອນ (heatshrink tubing) ຫຼື ຕູ້ຫຸ້ມທີ່ຜະລິດດ້ວຍວິທີການຂຶ້ນຮູບ (molded housing) ຈະເປັນເปลືອກນອກ. ຕົວເຊື່ອມຕໍ່ເຊັ່ນ: XT60, XT90 ຫຼື AS150U ຈະຖືກຕິດຕັ້ງດ້ວຍລວດໄຟທີ່ເຮັດຈາກຊິລິໂຄນທີ່ມີຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງເສັ້ນລວດ (high-strand silicone wires) ເຊິ່ງສາມາດຮັບນ້ຳໜັກໄຟຟ້າທີ່ຄາດວ່າຈະເກີດຂຶ້ນໄດ້. ການປ້ອງກັນການດຶງຕື່ມ (strain relief) ແລະ ການຫຸ້ມຫໍ່ທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເກີດຄວາມລົ້ມເຫຼວໃນເວລາບິນ ໂດຍເປັນພິເສດໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີການສັ່ນສະເທືອນສູງ.

ການທົດສອບ ການຢືນຢັນ ແລະ ການຮັບຮອງດ້ານຄວາມປອດໄພ

ກ່ອນທີ່ຖ້ານໄຟຟ້າຈະໄດ້ຮັບການອະນຸມັດໃຫ້ໃຊ້ງານ ມັນຈະຕ້ອງຜ່ານການປະເມີນຄຸນນະພາບຫຼາຍຂັ້ນຕອນ. ຂະບວນການເຫຼົ່ານີ້ລວມເຖິງການຢືນຢັນຄວາມຈຸທີ່ແທ້ຈິງ, ການກວດສອບຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າພາຍໃນ, ການປະເມີນພຶດຕິກຳການຖ່າຍທອນພະລັງງານ, ແລະ ການຮັບປະກັນວ່າເຊວລ໌ທັງໝົດຍັງຄົງຢູ່ໃນສະພາບທີ່ສົມດຸນ. ການທົດສອບດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມອາດຈະເຮັດໃຫ້ຖ້ານໄຟຟ້າຖືກສຳຜັດກັບສະພາບອຸນຫະພູມທີ່ເກີນຄວາມປົກກະຕິ, ຄວາມຊື້ນ, ການສັ່ນສະເທືອນ ຫຼື ການຕົກຕຳຫຼວງເພື່ອຢືນຢັນວ່າມັນສາມາດຕ້ານທານສະພາບການໃນໂລກຈິງໄດ້. ພື້ນທີ່ຫຼາຍແຫ່ງຍັງຕ້ອງການການຮັບຮອງດ້ານຄວາມປອດໄພສຳລັບການຂົນສົ່ງ ແລະ ການໃຊ້ງານຂອງຜູ້ບໍລິໂພກ ເຊັ່ນ: ການຮັບຮອງຕາມມາດຕະຖານ UN38.3 ຫຼື CE ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າຖ້ານໄຟຟ້າດັ່ງກ່າວເຂົ້າຕາມມາດຕະຖານຄວາມປອດໄພລະຫວ່າງປະເທດ.

ການຕິດສະຫຼາກ, ຄຸນສົມບັດອັດຈະລິຍະ, ແລະ ໂນ້ມທີ່ເກີດຂື້ນໃນເທັກໂນໂລຊີໃນອະນາຄົດ

ຫຼັງຈາກທີ່ໄດ້ທົດສອບແລ້ວ ຂະໜາດຂອງຖ່ານໄຟຈະຖືກຕິດປ້າຍດ້ວຍຂໍ້ມູນເລື່ອງຂອບເຂດການໃຊ້ງານ ຄຳເຕືອນດ້ານຄວາມປອດໄພ ແລະ ຂໍ້ມູນການຜະລິດ. ຖ່ານໄຟທີ່ມີຄວາມທັນສະໄໝສູງບາງຊຸດມີຄຸນສົມບັດອັດຈະລິຍະທີ່ທັນສະໄໝເຊັ່ນ: ຊ່ອງສື່ສານ ຫຼື ເຄື່ອງຊີ້ບອກສະຖານະສຸຂະພາບ. ໃນເວລາທີ່ເຕັກໂນໂລຢີເຮືອບິນບໍ່ມີນັກບິນ (drone) ພັດທະນາໄປເລື້ອຍໆ ການພັດທະນາຖ່ານໄຟກໍຈະຄ່ອຍໆດີຂຶ້ນເຊັ່ນກັນ. ການຄົ້ນຄວ້າເລື່ອງອີເລັກໂທຣໄລທ໌ທີ່ເປັນຂອງແຂງ (solid-state electrolytes), ອານ໋ອດທີ່ເຮັດຈາກຊິລິໂຄນ (silicon-based anodes), ແລະ ເຄມີສາດລິທຽມ-ຊຸລຟູ (lithium-sulfur chemistry) ມີຄວາມຫວັງວ່າຈະເພີ່ມຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານ (energy density) ແລະ ປັບປຸງຄວາມປອດໄພ. ລະບົບລວມ (hybrid systems) ທີ່ປະກອບດ້ວຍຖ່ານໄຟຮ່ວມກັບເຊວເລືອດເຊື້ອໄຟ (fuel cells) ຫຼື ຕົວເກັບພະລັງງານທີ່ມີຄວາມຈຸສູງ (supercapacitors) ອາດຈະເກີດຂຶ້ນຢ່າງເປັນທຳມະດາຫຼາຍຂຶ້ນ ເມື່ອອຸດສາຫະກຳກຳລັງຄົ້ນຫາວິທີທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ເວລາບິນຍາວຂຶ້ນ ແລະ ມີປະສິດທິພາບດີຂຶ້ນ.

ສະຫຼຸບ: ການເຊື່ອມຕໍ່ກັນລະຫວ່າງເຄມີສາດ ວິສະວະກຳ ແລະ ຄວາມປອດໄພ

ໂດຍສະຫຼຸບ, ການຜະລິດຖ່ານຂອງເຮືອບິນບໍ່ມີຄົນຂັບ (drone) ແມ່ນເປັນຂະບວນການທີ່ສັບສົນ ເຊິ່ງປະກອບດ້ວຍວິທະຍາສາດດ້ານວັດສະດຸ, ວິສະວະກຳໄຟຟ້າ ແລະ ການຜະລິດທີ່ມີຄວາມແທ້ຈິງສູງ. ຈາກການເລືອກເອົາເຄມີທີ່ເໝາະສົມ ໄປຈົນເຖິງການປະກອບເຊວ (cells), ການຕິດຕັ້ງວົງຈອນປ້ອງກັນ (protection circuits), ແລະ ການທົດສອບຢ່າງເຂັ້ມງວດ, ແຕ່ລະຂັ້ນຕອນຈະຮັບປະກັນວ່າຜະລິດຕະພັນສຸດທ້າຍຈະໃຫ້ພະລັງງານທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ ແລະ ຮັກສາຄວາມປອດໄພໄວ້. ການເຂົ້າໃຈວິທີການຜະລິດຖ່ານເຫຼົ່ານີ້ຈະເຮັດໃຫ້ເຮົາເຫັນເຖິງປະສິດທິພາບຂອງມັນ ແລະ ເນັ້ນໃຫ້ເຫັນເຖິງການປະດິດສ້າງທີ່ອາດຈະປ່ຽນແປງອະນາຄົດຂອງລະບົບພະລັງງານເຮືອບິນບໍ່ມີຄົນຂັບ.

ເນື້ອຫາສັ້ນๆ

ຄ່າຄວາມຕ່າງ» (Voltage) ມີຜົນຕໍ່ພະລັງງານຂອງມໍເຕີ; ຈຳນວນເຊວ (cell count) ທີ່ສູງຂຶ້ນຈະເຮັດໃຫ້ກຳລັງຂັບເຄື່ອນ (thrust) ເພີ່ມຂຶ້ນ ແຕ່ກໍເພີ່ມນ້ຳໜັກດ້ວຍ. ຄວາມຈຸ (Capacity) ກຳນົດເວລາບິນ ແຕ່ເພີ່ມຂະໜາດຂອງຖ່ານ. ອັດຕາການປ່ອຍປະຈຸລີ (Discharge rate) ມີຜົນຕໍ່ປະສິດທິພາບ—ອັດຕາ C (C-ratings) ທີ່ສູງຂຶ້ນຈະສາມາດສົ່ງປະຈຸລີໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ. ມິຕິທາງຮ່າງກາຍ (Physical dimensions) ຕ້ອງເຂົ້າກັນໄດ້ກັບໂຄງສ້າງຂອງເຮືອບິນ. ນັກອອກແບບຈະຕ້ອງຖ່ວງດຸນລະຫວ່າງຄວາມຍືນຍາວ (endurance), ນ້ຳໜັກ, ພະລັງງານສົ່ງອອກ (output), ແລະ ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ (fit) ເພື່ອເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບຂອງຖ່ານເຫຼົ່ານີ້ເໝາະສົມທີ່ສຸດຕໍ່ການນຳໃຊ້ເຮືອບິນແຕ່ລະປະເພດ.