EN
Хүнгүй нисэх бүрхүүл (UAV) технологи хуучин хөгжимт зүйлсийн түүхнээс хол давж, дэлхийн олон салбарт үл хүрэх хэрэгсэл болж хувирчихож. Өнөөдөр дронууд логистик, ангижруулалт, нарийн агротехнологи, доторх бүтцүүдийн шинжилгээ, мэргэжлийн киносъемка, үлдэшгүй уралдааны салбарт өргөн тархаж буй. Түүнчлэн, төхөөрөмжүүд илүү нарийн бүтцүүдтэй болохын хэрээр түүний хөдөлгүүр системд тавигдах шаардлагууд ч илүү үлдэшгүй өсөж буй.
Одойн дронуудын олон компонентуудын дунд батарейн систем нь хамгийн чухал гэж үзэж болой. Дронуудын батарейн ажиллах чадвар нь нислэгийн хугацаа, хурдны хариу үйлдлийн хурд, ачаа түүх чадвар, нислэгийн аюулгүй байдал, ажиллах дронуудын тоо зэрэг хүчин зүйлсийг шууд тодорхойлой. Тохирох цахилгаан хүчнүүр сонгох нь зүгт нь дронуудын хөлд батарейн хайрцаг тавихаас илүү — үүн нь ажиллах чадварын үндсэн инженерийн шийдвэр бөлгөөн, ялгаварлан ажиллах чадварын түлхүүр юм.
Энэ нүүрлүүр заавар нь сүүлийн үеийн дрон батарейн бүтцийн механизмд гүнзгилүүр шүүмжлэл хийх, өнөөдөр хэрэглээд буй гол батарейн сонголтуудыг үнэлэх, тодорхой сонголтын шалгууртүүнүүдийг тодорхойлох, ажиллах үр дүнтүүнийг хамгийн их хэмжээнд хүртгэх зорилгоор хатуу хадгалуурханы дүрэмжүүдийг үзүүрлэх юм.
Дрон батарейн гол төрлүүд
Дрон үйлдвэрлэл нь янз бүрийн нислэх онцлогт тохируулан хэд хэдэн ялгаатай цахиур хими-составыг ашиглаж буй. Химийн бүтэц бүр нь жин, энергийн багтаамж, цахиур гаргах чадвар, үйлдэх хугацаа, аюулгүй байдлын хувьд өөр өөр давуу талуудыг санал болгож буй.
1. Литийн полимер (LiPo) батарейн
Литийн полимер батарейнууд нь хэрэглээд буй дрон, FPV (Хүний нүүрлүүр харах) уралдааны дрон, өндөр үр дүнтүүн олон роторт дронуудын хувьд тодорхойлж буй стандарт юм. Традициональ цилиндрик хэлбэрт цахиурнаас ялгаатай нь LiPo батарейнууд нь хөвчлөг алюминийн хавтгай хайрцагт багтаж буй гель-полимер цахиур хоолойг ашиглаж буй. Энэ дизайн нь хүнд метал хайрцагийг арилгаж, идэвхтэй химийн материалдын нийт жингийн харьцааг хамгийн их хэмжээнд хүртгэж буй.
Давуу талууд:
Эрчим хүчний өндөр нягтшил: LiPo химийн хувьд маш их хэмжээний цахилгаан эрчим хүчийг маш хөнгөн, нягт хэлбэрт хуримтлуулдаг. Энэ нь агрессив агаарын акробатикд чухал ач холбогдолтой өндөр хөдөлгөөн-хэмжээний харьцааг бүрдүүлдэг.
Өндөр түлшний түлш: "C-rated" хэмжээнд хэмжигдсэнээр LiPo батарей нь эрчим хүчний хатуу унахгүйгээр хэдэн минутын дотор бүрэн цэнэгээ чөлөөлж чадна. Энэ шинж чанар нь хүчтэй салхины үед асар хүчтэй хурдац, тогтвортой байдлыг хангахын тулд шаардлагатай шууд урсгалны урсгалыг өгдөг.
Хэлбэрийн хүчин зүйл нь уян хатан: Тэд хатуу металлын савны оронд зөөлөн фолионы багц хэрэглэдэг тул үйлдвэрлэгчид тэднийг аэродинамикч сайжруулсан дронны рамз дотор сайн тохирох хэт нарийн хатуу эсвэл тохируулсан геометрийн хэлбэрээр хэлбэрлэж болно.
Сул тал:
Химийн хувьд тогтворгүй: Уян хатан литийн нэгдэл болон шатахуунтай органик илрүүлэгч нь дулаан халдварлах эрсдэлтэй. Удар, биеийн цохилт, хэт их ачаалл, эсвэл үйлдвэрлэлийн хүнд алдаа нь үрэвсэл, хортой хий гаргах, эсвэл бүр хүчирхэг химийн гал гарч болно.
Амьдралын хугацаа бага: Хэдийгээр сайн засвар үйлчилгээ үзүүлж байгаа ч LiPo-ны элс маш хурдан эвдэрдэг. Үйл ажиллагаа явуулдаг хүмүүс 200-300 цэнэг-чижрэх дугуйны дараа хүчин чадлын болон гүйцэтгэлийн ихээхэн буурлыг ажигладаг.
Хөрш хадгалах шаардлага: Липо батарейг бүрэн цэнэглэсэн эсвэл бүрэн дууссан үедээ хэдхэн хоногийн турш үлдээх нь байнгын химийн ургамал, бүтцийн үрэвсэл, хүчин чадлын алдагдалд хүргэдэг. Тэднийг хөдөлгөөнгүй үедээ маш тодорхой агуулахын хүчдэлийн түвшинд байлгах ёстой.
Хамгийн тохиромжтой ашиглалтын тохиолдол:
FPV уралдаан, чөлөөт хэв маягийн акробатик дрон, хатуу ачааны киноны дрон нь шууд галт тэрэг хариу шаарддаг, болон амралтын зориулалттай барилга.
2.Литий (Li-ion) батарей
Литий-ион батареянууд нь урт хугацааны ажиллах коммерцал платформууд, судалгааны дронууд, аж ахуйн болон хэрэглэгчдийн олон тооны стандарт камер дронууд (жишээ нь DJI-н Mavic цуврал) -д үндсэн цахилгаан хүчний үүсгүүр юм. Традиционально тогтвортой цилиндрик хэлбэрт (жишээ нь түгээмүй 18650 эсвэл 21700 нүүрсд) бүтээдэг, литий-ион технологи нь хүчтүүдийн гагцдуу шүүрт хүчний орлуулалтаас илүү тогтвортой, урт хугацааны энергийн гаралтад анхаарахыг зорих.
Зах зээлд одоо хоёр төрлийн тодорхой ялгаатай хувилбар бүхлэд түгээмүй: шингэн электролит ба хагас-тангын. Шингэн литий-ион нүүрсд нь надёжный ажиллагчид бөгсөн бөлгөр, гэтэл промышленных хэрэглээд хагас-тангын литий-ион батареянууд руу чиглэл шилжин байна. Шингэн нь галт хаягдах уусгагчийн ихэнх хэсгийг тогтвортой, өндөр дамжуулалттай хагас-тангын полимер хөлс матриц-аар солиход хагас-тангын нүүрсд нь энергийн хадгалалтын технологид онцгой алхам явуулж байна.
Давуу талууд:
Дависгүй энергийн нягт: Стандарт лити-ион батарейн конфигурациуд, тусгай хагас шингэн хувилбаруудын хамт, стандарт лити-полимер батарейнаас илүү өндөр жинхүү энергийн нягт (Вт·цаг/кг) үзүүрлүүдтэй. Энэ нь шууд нь нэг удаа цэнхэрлүүлснүүр унтах хугацааг нэмэгдүүлдүү.
Урт цикл амьдрал: Лити-ион элементүүд хугацааны дотор илүү архаг деградацид ордүү. Хүчтэй удирдагдаж буй лити-ион батарейн цуглуулмаа 500–1000 бүтэн цэнхэрлүүлэлт хийж, анхны багтаамжийн 80%-т хүртэл үлдмүү, коммерциал автопаркүүдийн хувьд илүү үр дүнтэй.
Дависгүй дулааны аюулгүй байдлын түвшин: Хагас шингэн лити-ион батарейнуудад хэвийн элементүүдэд бүхлээр шингэн электролит бүү байгаа тул тодорхой дотоод короткое замын, бүтцэнд хүртэлх нүхлүүлэлт, дулааны галт зүйлүүдийн тархалтад илүү төвөгтүү.
Сул тал:
Тэмүүлэлтийн жин харьцаа нэмэгдсэн: цилиндр хэлбэртэй хувилбарууд нь хүнд зэс эсвэл алюмины хальсыг ашигладаг бөгөөд дронт бүтцийн үхлийн жин нэмдэг. Хэтэрхий их хэмжээний жижиг барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын барилгын ба
Өндөр эрчим хүчтэй цахилгаан эрчим хүч: Литий ион батарей нь дотоод эсэргүүцэл нь өндөр байдаг. Тэд маш их хэмжээний шууд урсгал (хөгжлийн түвшин) гаргаж чадахгүй. Литий-ионы багцыг хэт хурдан түлшлэхэд хүргэх нь ихээхэн хүчдэлийн бууралтыг үүсгэж, бага даралтын урьдчилан сэрэмжлэл, албадан бууралтыг үүсгэдэг.
Хамгийн тохиромжтой ашиглалтын тохиолдол:
Арилжааны тоон тоон тоон тоон зураг, алсын зургийн зураг, хөдөө аж ахуйн автоматжуулсан бөөгнөлт, аж үйлдвэрийн хяналтын дроноос, логистик/агаарын тээврийн дроноос, арилжааны камерын дронос илүү өндөр түвшинд ашигладаг
3.Никел-кадми (NiCd) болон Никел-металл гидрид (NiMH) батарей
Никельд суурилтсан батарейн системүүд нь дахин цэнзлэгдэх хүчдлийн технологийн хуучин үеийн төлөөлөгчид юм. Хүнд металлын хавсаргын холимогтойгоор хийгдсэн никельд суурилтсан батарейн системүүд нь литийд суурилтсан элементүүдийн коммерциалжихын өмнө ранний радиоудирдамжит (RC) нисэх онгоц, агаарын дрон-прототипүүдийн стандарт байлаа. Өнөөдөр түүд нь орчин үеийн дрон ажиллагаанд бараг л бүрт урьдчилан үүрдүүлж үлдсэн.
Давуу талууд:
Хэт хүчтүүн бүтэц: Түүд механик шүүртүүн, физик хүчдлээс хүчтүүн төвөгтүүн, хэт цэнзлэгдэх эсвэл хэт цэнзлэгдэхгүйд ч газархуулахгүйн тулд төвөгтүүн.
Цаг агаарын нөхцөлд төвөгтүүн: Никельд суурилтсан хими нь хүчтүүн температурт нөхцөлд хүчтүүн ажилладаг, Алпийн тундраас доош температурт хүчтүүн үйл ажиллагаа хадгалж, халуун говийн халуун цаг агаарын нөхцөлд ч хүчтүүн үйл ажиллагаа хадгалж.
Сул тал:
Бүтцийн нягт муу: Түүд батарейн цуглуулмүүд нь хадгалж чадах цахилгаан энергийн бага хэмжээд харьцуулан хэт хүнд ба хэт том. NiMH батарейн ашиглалт нь орчин үеийн дронд зөвхөн хүнд хөдөлгөөнт нислэгийн хором хугацаа үлдээх.
Санах ойн үйлдэл: NiCd ба NiMH элементүүд химийн «санах ойн үйлдэл»-д өртөмүүр. Хэрэв түүнийг бүрэн цэнтгүүр дуусаагүйд нь давтамдаа шинэсгэн цэнтгүүрлэх үед түүн дээрх бүх цэнтгүүр хүчин зүйлийг ашиглаж чадахгүй болой, үр дүнд нь ажиллах хугацаа нь илүү бүүр бүүр багасмуй.
Хамгийн тохиромжтой ашиглалтын тохиолдол:
Хуучин РС онгоцны сэргээл, газар дээрх хөдөлмүүр бүүр бүүр тогтвортой удирдлагын төхөөрөмж, эсвэл жингийн ач холбогдолгүй, гэтэл физик хорхойн магадлал үл хориглодог тун тусгайлан зохион бүтээсэн үйлдвэрлэлд ашиглал.
4. Устөрөгчийн шүүлтүүд (хөгжин буй түүх)
Устөрөгчийн шүүлтүүд нь уламжлалт батарейн бүүр бүүр химийн матриц дотор энергийг статик хадгалж, түүнийг хувиргаж өгдөг, харин шүүлтүүд нь шахмуй устөрөгч ба агаарын хүчилтөрөгч хоорондын электрохимийн урвалын дүнд динамик электролон генераторлой, хаяк нь цэвэр усны уур л юм.
Давуу талууд:
Революционер үргэлжлэх чадвар: Устөрөгчийн системүүд литийн суурьт олон роторт нисэх бүүрхүүнийг тааруулж буй «45-минутын саад»-ыг дарахын тулд хүчтэй ажиллаж буй. Устөрөгчийн түлшний элементүүдтэй нисэх бүүрхүүнүүд нь ердөө 2–5 цаг үргэлжлэн нисэх чадварыг хангаж буй.
Хурдан бүүрхүүн шинэчлэл: Даралтанд хүчтэй нүүрхүүдийн устөрөгчийн савыг дүүргэх нь тавь минутаас бага хугацаа авж, том батарейн цуглууланы хувьд олон цагийн цэнгүүлэлтийн саадыг бүрмөсөн хүчтэй тааруулж буй.
Сул тал:
Хэт үнэт үйлдвэрлэл: Мембран электродын цуглуулан, үнэт платина катализаторууд, нүүрхүүдийн нөгөөсөн савууд, бүүрхүүний газрын дээрх устөрөгчийн үйлдвэрлэл юм уу түүнийг зөөх тоног төхөөрөмжүүд гэх мэт үндсэн дотоод бүтэц нь стандарт батарейн системүүдтэй харьцуулж үл хамаарах хэмжээний капиталын хөрөнгө оруулалт шаардаж буй.
Экстремал нарийн логистик: Өндөр даралтанд устөрөгчийн савуудыг худалдан авах, хадгалах, аюулгүй байдлыг хангаж бүүрхүүнийг ашиглах нь хатуу зөвшөөрлийн шаардлагууд, тусгай зөвшөөрлийн үүрдүүд, тодорхойлсон газрын дээрх дэмжлэг бүүрхүүнүүд шаардаж буй.
Хамгийн тохиромжтой ашиглалтын тохиолдол:
Шугаман дотоод инфраструктурын шинжилгээ (хүчдлийн шугамууд ба урт замын хоолойнууд) ба том масштабын далайн хайлт-спасалгааны үйл ажиллагаа.
