Дронууд ямар төрлийн батарея ашигладаг вэ?

Доторх оролт

Дронуудын батарейнууд нь бүх хүнийгүй агаарын нисэх онгоц (UAV) -ын зүрх юм. Тэд нислэхийн тулд шаардагдах энергийг хангаж, нислэх хугацаа, ачааны багтаамж, нийт үзүүлэлт, мөн ажиллуулах аюулгүй байдлыг шууд нөлөөлөхүүн. Та дронуудыг агаарын зураг сүүдэрлүүлэх, хөдөө аж ахуй, газрын зурагт оролцох, шалгах, мөн санаа зовлонгүй нислэх зорилгоор ашиглаж байгаа тохиолдолд, зөв батарей сонгох нь та хийж чадах хамгийн чухал шийдвэрүүдийн нэг юм. Зөв харгалзаж сонгосон батарей нь неүүн нислэх үр дүнг сайжруулж, мөн батарейн болон дронуудын үйлчилгээний хугацааг уртасгаж.

Өнөөдөр ихэнх дронууд литийн суурьт батарейн хүчээр ажилладаг, учир нь тэд нар хөнгөн бүтэц, өндөр энергийн нягт ба найдвартай хүчний гаралт гэсэн гайхалтай хослолыг үзүүлдэг. Гэтэл, үл ялгаатай литийн батарейн технологиуд үл ялгаатай давуу талуудыг санал болгодог. Батарейн төрлийн онцлог шинж чанаруудыг, мөн багтаамж, хүчдэл, цахилгааны гаргалт хурд зэрэг түлхүүр техникийн үзүүлэлтүүдийг ойлгох нь дрон удаахчид ба үйлдвэрлэгчдийн өөрсдийн хэрэгцээнд хамгийн тохиромжтой батарейг сонгохыг хөнгөвчлөнө. Энэ заавар нь дрон батарейн гол төрлүүдийг, батарейн үзүүлэлтийг хэрхэн үнэлэхийг, полёт хугацааг хэрхэн тооцоолохийг, аюулгүй батарейн ашиглалт ба үр дүнтэй хадгалалтын найлуун дүрэмдүүдийг тайлбарлана.

Хэсэг 1: Дрон батарейг ойлгох

1. Дрон батарейн төрлүүд

1.1 Литийн полимер батарей (LiPo)

Литий полимер батарей, ихэвчлэн LiPo батарей гэж нэрлэдэг нь орчин үеийн дронуудад хамгийн өргөн хэрэглэгддэг батарей юм. Хялбар бүтэц, маш сайн цацрагийн чадвар нь хүчтэй, яаралтай эрчим хүч өгөх шаардлагатай хэрэгцээнд тохиромжтой. LiPo батарейг янз бүрийн хэлбэр, хэмжээгээр үйлдвэрлэж болох тул дрон үйлдвэрлэгчдэд компакт, хөнгөн жинтэй онгоц бүтээхэд илүү уян хатан байдлыг санал болгодог.

LiPo батарейн хамгийн том давуу тал нь бараг шууд өндөр эрчим хүч дамжуулах чадвар юм. 40C, 50C, эсвэл 70C зэрэг түлшний үнэлгээтэй батарей нь хүчтэй бутлуурын бус моторын шаардлагыг хялбархан хангаж, дронүүд асар хүчтэй маневр хийх үед хурдан хурдлах, тогтвортой гүйцэтгэлтэй байх боломжийг олгодог. Энэ нь LiPo батарейг FPV уралдааны дрон, агаарын гэрэл зургийн дрон, хөдөө аж ахуйн БНБУ болон олон үйлдвэрийн платформд хамгийн сайн сонголт болгодог.

Липо батарейн үйл ажиллагаа нь маш сайн байдаг хэдий ч тэдгээрийг зөв асран хамгаалах хэрэгтэй. Тэднийг үргэлж нийцсэн тэнцвэрт ачааллаар цэнэглэх, хэт их цэнэглэх, гүн цэнэглэхээс хамгаалах, удаан хугацаагаар ашиглагдахгүй байх үед зөвлөмжлөсөн эрчим хүчээр хадгалах ёстой. Зөв засвар үйлчилгээ нь батарейн хугацааг сайжруулж, аюулгүй байдлын эрсдлийг бууруулдаг.

1.2 Литий-ион батарей (Li-ion)

Литиум-ион батарей нь Липо батарейгаас илүү удаан удаан эдэлгээтэй, илүү эрчим хүчний үр ашигтай байх зорилгоор бүтээгдсэн. Эрчим хүчний нягт байдал нь дрон нь ижил хэмжээ, жинтэй батарейг ашиглахдаа илүү удаан хугацаанд агаарын далайд үлдэх боломжийг олгодог. Үүний үр дүнд литий-ионы батарей нь урт зайд нислэг хийх, арилжааны дроноор нисэх үйл ажиллагаа явуулахдаа улам түгээмэл болж байна.

Лити-ион батареянуудын нөгөө чухал давуу тал нь түүний урт үйл ажиллагааны хугацаа юм. Түүнд цахилгааны хадгалалт хүртэл олон удаа цахилгаан зарцуулж, тодорхой хэмжээний багасалт үүсгүйн үлддэг, ийнхүү дрон ашиглагчдын хувьд үр дүнтэй шийдэл болой. Түүний бага өөртөө цахилгаан зарцуулж буй хурд нь урт хугацааны хадгалалт үед хадгалагдаж буй цахилгааныг илүү үр дүнтэй хадгалж буй.

Гэтэл лити-ион батареянууд лити-полимер (LiPo) батареянуудын хэмжээнд харьцангуй өндөр цахилгааныг гаргаж чадахгүй. Түүнээс шалтгаалан түүнүүд гонкингийн дронууд эсвэл гагнуур хүчтэй цахилгааныг шаардаж буй нисэх онгоцнуудын хувьд тохиромжтой сонголт биш. Харин түүнүүд ихэвчлэн хэрэглэгчдийн камер дронууд, зурагт газарзүйн дронууд, судалгааны БНХО-нууд, хүртэл шинжилгээний платформуудад ашиглагддэг, ялангуяа нислэгийн хугацаа хамгийн чухал бөгсөн нислэгийн хурд биш.

1.3 Лити-төмөр-фосфат батареянууд (LiFePO4)

LiFePO4 батарей гэж нэрлэгддэг литий, төмрийн фосфатын батарей нь онцгой аюулгүй байдал, удаан эдэлгээтэй гэдгээрээ алдартай. Бусад литий батарейн химийн бодисуудтай харьцуулахад тэд хэт халуун болон дулааны урвалд илүү тэсвэртэй байдаг тул найдвартай байх нь чухал хэрэглээний хувьд сонирхолтой сонголт болдог.

LiFePO4 батарейн дугуйн хугацаа нь мөн маш урт байдаг. Зөв ажиллах нөхцөлд тэдгээрийн цэнэглэх дугуй нь уламжлалт литий батарейтай харьцуулахад хэд дахин их байдаг. Тэдгээрийн тогтвортой химийн бүтэц нь олон жилийн турш тогтвортой үйл ажиллагааг хадгалан давтагдсан цэнэглэх, цэнэглэхэд тэвчиж чаддаг.

LiFePO4 батарейн гол дутагдал нь харьцангуй бага энергийн нягт юм. Түүнүүд нь ижил багтаамжтай LiPo ба Li-ion батарейнаас хүнд бөөсгүүр, үүнээс шалтгаалан түүнүүд нь хөнгөн хэрэглээний дронд ашиглаж болмуйн хязгаарлалт үүсгэнэ. Гэтэл түүнүүд нь аюулгүй байдлыг хамгийн өндөр приоритет гэж тооцдог индустриал UAV-ууд, онцгой нөхцөлд хариу үйлдэл хийх дронууд, хамгаалалтын системүүд ба бусад професионал хэрэглээд хүрээлэнд хүүрхүүр сонголт оршмуйн үлдмүй.

2. Дрон батарейн ажиллах үзүүлэлтүүд

Батарейн техникийн үзүүлэлтүүдийг ойлгох нь дрон хэрэглэгчдийн өөрсдийн нисэх бүрдлэд хамгийн тохиромуйн цахилгаан хүчний үүсгүүрт сонгож, ялгаатай батарейнүүдийг харьцуулахад тусалмуй.

2.1 Багтаамж (mAh / Ah)

Батарейн багтаамж нь батарейн хадгалах чадварыг илтгэдэг бөгөөд ертөн дунд миллиампер-цаг (мА·ц) эсвэл ампер-цаг (А·ц) нэгжээр хэмжинэ. Ерөнхийдөө, их багтаамжтай батарей дронд урт хугацааны нислэг үзүүлэдэг. Гэтэл багтаамжийг нэмэгсдөө батарейн жин хүндэрдэг. Хүнд батарейн дронд хөөрөхөд илүү их хүч шаардуулдэг тул хамгийн том батарей сонгох нь үүрд нислэгийн хамгийн урт хугацааг гаргаж өгдөөгүй. Багтаамж ба жингийн хооронд тохиромжтой тэнцвэр олж, нийт үр дүнг хамгийн сайн түвшинд барьж авах нь чухал.

2.2 Хүчдэл (В)

Хүчдэл нь дрон-ын хөдөлгүүрүүд болон цахилгаан системд хүртүүлэх цахилгаан энергийн хэмжээг тодорхойлдог. Дрон-ын батарейнууд нь ихэвчлэн олон литийн нүүрсүүдийг цуваа холбож үүсгэнэ. Түүнд хамгийн түгээмүүс конфигурацууд нь 2S (7,4 В), 3S (11,1 В), 4S (14,8 В), 6S (22,2 В) ба илүү том системүүд — 18S (66,6 В)-хүртэл. Өндөр хүчдэлт системүүд нь ерөнхийдөө үр ашигт бөлгөөн уламжлалыг сайжруулдог, учир нь шаардлагатай чадалыг бага гүйдэл татаж хүртүүлж, дулаан үүсгэх ба энергийн алдагдалыг бууруулдог.

2.3 C ангилал

C зэрэг нь батарейн хадгалан үлдсэн эрчим хүчийг хэрхэн хурдан цэвэрлэхээ хэмжинэ. C зэрэглэлийн өндөр нь батарейг хөдөлгүүрүүдэд илүү их эрчим хүч дамжуулах, илүү хүчтэй хурдасгах, дээшлүүлэх гүйцэтгэлийг сайжруулах боломжийг олгодог. Өндөр хүчин чадалтай дронуудад ихэвчлэн C зэрэглэлтэй батарей шаардлагатай байдаг бол дунд хурдтай нисдэг хэрэглэгчийн дронууд нь бага түлшний түвшинд үр ашигтай ажилладаг. С зэрэглэлийн батарейг сонгох нь асар хүнд нислэгийн нөхцөлд тогтвортой эрчим хүчтэй байлгахад тусалдаг.

2.4 Цэцэрлэгт

Заржлах дугуй нь батарейг бүрэн цэнэглэх, дахин цэнэглэх нэг үеийг хэлдэг. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам литий батарей нь хэвийн химийн хөгшрөлтийн улмаас хүчин чадал нь аажмаар алдагдана. Ихэнх дрон батарейн хэрэглээний хүчин чадлын нь мэдэгдэхүйц буурч эхэлэхийн өмнө 300-500 удаа цэнэглэх боломжтой. Батарейг зөв цэнэглэх, дулаан хүйтэн, зөв хадгалах нь батарейн амьдралыг ихээхэн урт болгоно.

2.5 Батарейн үр ашиг

Батарейн систем бүх хадгалах энергийг ашигт хүчирд хөрвүүлдэггүй. Дронд орших дотоод эсүртэл ба электроник компонентуудын шалтгааны улмаас ямар нэг хэмжээний энергия даруйн дулаан хэлбэрт алдагддаг. Одоогийн үед дронд зориулж хийгдсэн батарейн системүүдийн үр ашиглалт нь дунджаар 80–90 хувь хүрдэг. Батарейн үр ашиглалтыг тооцож үзэх нь хэвийн ажилласан нөхцөлд дронд зориулж таамагласан нислэгийн бодит хугацааг илүү нарийн тодорхойлохын тулд чухал.

2.6 Дронд зориулж зарцуулж буй хүчир

Дронд зориулж нийт хүчир зарцуулалт нь түүний хөдөлгүүрүүд, нислэгийн удирдлагын төхөөрөмж, камер, GPS, дүрс дамжуулалтын систем ба бүх нэмэлт ачаа зэрэг хэд хэдэн хүчин зүйлс дээр суурилдаг. Хүнд төхөөрөмжүүдийг зөөхүүр том дронууд хөнгөн сүүдлэг загваруудаас илүү хүчир зарцуулдаг. Үйлдвэрлэгчид ихэвчлэн дундаж хүчир зарцуулалтын тоон үзүүлэлтүүдийг нийтлэдэг; илүү нарийн хэмжилтүүдийг ваттметр гэх мэт тусгай хэмжилтийн төхөөрөмжүүд ашиглан авах боломжтой.

3. Дронд зориулж нислэгийн хугацааг тооцоолох

Нислэгийн хугацааг тооцоолох нь дрон үйлдэгчдэд сүүлд нислэгт бэлтгэх, батарейн ашиглалтыг илүү үр дүнтэй удирдахад туслах ёсгүй.

Жишээ нь, 5000 мА·ц (5 А·ц) батарей, 14.8 В хүчдэл, дундаж үр дүнтэй бүтэц (85 хувь) болон дундаж 150 Вт чадал хэрэглэдэг дрон нислэгийн хугацааг ойролцоогоор 25 минут гэж тооцож болно. Хөндлөн нислэгийн хугацаа нь нислэгийн стил, цаг агаарын нөхцөл, ачааны жин, батарейн бүтэн бүтэц зэрэг хүчин зүйлсийн хамаарч үл яснаар өөрчлөгдөнө.

Хүчит салхины улмаас моторууд илүү хүчтэй ажиллах шаардлагатай болж, тэсвэр тэвчээр нь багасдаг. Хүнд камер, мэдрэгч тээвэрлэх нь эрчим хүчний хэрэглээг нэмэгдүүлнэ. Хүйтэн цаг агаар нь батарейн үр ашгийг багасгаж, агрессив нислэг, их хурдтай хурдны хурдац нь тайван, тогтвортой нислэгээс илүү хурдан эрчим хүч хэрэглэдэг. Аюулгүй байдал, батарейн удаан эдэлгээний төлөө ихэнх үйлдвэрлэгчид батарейг бүрэн цэвэрлэхээсээ илүүт хамгийн багадаа 20 хувийг нь үлдээсэн газарт буухыг зөвлөж байна.

4. Батарейн аюулгүй байдал, эрсдэл

Батареаг аюулгүй ашиглах нь тоног төхөөрөмжийг хамгаалах, нислэгийн аюулгүй ажиллагааг хангахын тулд чухал ач холбогдолтой. Ихэнх батарейн алдаа нь үйлдвэрлэлийн алдаа биш, буруу цэнэглэх, хадгалах ёс зүй, эсвэл бие махбодийн хохиролтой холбоотой байдаг.

Илүү хурдан тохирох

Дулааны хэт ихсэл нь хамгийн түгээмпэл батарейн асуудал юм. Түүнд шүүртүүр гүйдлийн хэт ихсэл, полёт дараа шууд цэнгэлд оруулалт, дотоод орчинд температур хэт өндөр байх, цэнгэлд оруулалтын хэт ихсэл зэрэг шалтгаанууд нөлөөлж болой. Хэт дулаан батарейн ахаршлыг ускорирой, хүнд тохиолдолд дулааны газрын хөдөлгөөн (thermal runaway) үүсгэж болой. Батарейг цэнгэлд оруулахын өмнө естэйхүүн хөхрүүлж, зөвлөмүүр температур хязгаарын дотор ашиглах нь түүнээс саана хамгаалахад тусалмүүр.

Батарейн хавдран өргөсөл

Батарейн хавдран өргөсөл нь дотоод элементүүд гэмтсэн эсвэл чанар алдасан гэдгийг илтгэд. Цэнгэлд оруулалтын хэт ихсэл, гүн шүүртүүр, физик хүчдүүр, урт хугацааны дулааны нөлөөлөл батарейн хавдран өргөсөлд шалтгаан болмүүр. Хавдран өргөсөлт батарейг полётод ашиглахын үүрд хүчтэй хориглой, учир нь түүнд үүрд үзэгдэхгүй гэмтэл үүсгэж, аюул үүсгэж болой. Гэмтсэн батарейг хурдан солих нь хамгийн аюулгүй сонголт.

Батарейг буруу ашиглах

Хуурамч цэнэглэгч хэрэглэх, бүрэн цэнэглэсэн батарейг удаан хадгалах, ургамлын халдлагад оруулах, зөвлөмжлөсөн эрчим хүчний доош түвшинд цэнэглэх нь батарейн амьдралыг богино болгодог. Агаарын тээврийн хэрэгсэл нисэхээс өмнө батарейг тогтмол шалгаж, хүйтэн, хуурай газар хадгалах, үйлдвэрлэгчийн зарах зааварчилгааг дагах нь үр дүнг сайжруулах, аюулгүй байдлыг хангах энгийн арга юм.

2-р хэсэг: Дрондын зориулалттай батарей

Дронны батарейг худалдан авах арга

Дрон технологи хөгжиж байгаа тул олон үйлдвэрлэгч, арилжааны үйл ажиллагаа явуулдаг компаниуд стандарт бүтээгдэхүүнээр олгож чадахгүй батарейн шийдлийг шаардаж байна. Хувьсгалт дрон батарей нь тодорхой гүйцэтгэлийн шаардлагыг хангахын тулд загварлагдсан бөгөөд онгоцнууд нислэгийн урт хугацаа, үр ашгийг сайжруулах, эсвэл өвөрмөц суурилуулах хэмжээг олж авах боломжийг олгодог.

Хөдөлмүрт батарейн хөгжүүлэлтийн анхны алхам нь шаардлагатай багтаамж, ажиллах хүчдэл, физик хэмжээсүүд болон жин хязгаарлалтыг тодорхойлох явдал юм. Эдгээр хүчин зүйлс нь дрон-ын хөдөлгүүр системтэй, суулгах зайтай нийцжүүлж, тогтвортой нислэх үед тохиромжтой жин тархалтыг хадгалж үлдэх ёстой.

Холбогч сонгох нь өөр нэг чухал асуудал юм. Батарей нь дрон-ын цахилгаан системтэй нийцжүүлж, хүлээж буй гүйдлийг аюулгүйн хувьд төдий л хүлээж чадах холбогч ашиглах ёстой. Гэтэл олон хөдөлмүрт батарейн цуглуулманд Батарейн удирдлагын систем (BMS), нүдний тэнцвэржүүлэлт, хэт татах хамгаалалт, хэт унтрах хамгаалалт, температур хяналт, хөрвүүлэлт хамгаалалт гэх мэт үндэсний хамгаалалтын онцгой шинж чанарууд интеграцилан орж ирдэг. Туршлагатай батарейн үйлдвэрлэгчтэй хамтран ажиллах нь батарейн хүлээж буй үзүүлэлтүүдийн хангамжийг, а также олон улсын аюулгүйн стандартуудын хангамжийг хадгалахад туслах юм.

3-р хэсэг: Түүнчлэн асууж буй асуултууд

Дрон-ын батарейн миний гаднаас авчирсан цэнхэрлүүр ашиглаж болой?

Гуравдагч талын цахилгаан шаржер ашиглаж болох бөөрт, түүн дээрх батарейн химийн бүрдэл, хүчдэл, нүүрсний тоо ба шаржингийн техникийн шаардлагад бүрэн нийцмүүр. Литиум батарейн хувьд зохиогдсон өндөр чанарын тэнцвэрт шаржеруудыг ертөнцөд зөвлөх бөөрт, уучир түүн дээрх нүүрснүүдийг төвөнхөр тунхаг шаржин, батарейн аюулгүй байдлыг дэмжинэ.

Дрон батарейнүүдийг онгоцонд авч явах боломжтой юу?

Ихэнх онгоцны компаниуд литиум батарейнүүдийг 100Вт·цаг-аас доош хүчдэлтүүдийг гараар авч явахыг зөвшөөрдөг, гэтэл дүрэм журам улс ба онгоцны компани бүрт өөр өөр бөөрт. Нөхөн батарейнүүдийг холбогдохгүйн тулд хамгаалах шаардлагатай, аялагчид явахын өмнө сүүлийн онгоцны компаниудын дүрэм журамыг заавал шалгах ёстой.

Дрон батарейнүүдийн багтаамж яагаад хугацаа хүртэл буурдаг вэ?

Батарейн багтаамж батарейн настай хамт үлдэшгүй буурдаг. Давтагдаж шаржин, өндөр температурт үлдэшгүй, хэт шаржин, гүн унтрааж, буруу хадгалж батарейн багтаамж буурахад нөлөөлдөг. Зөв шаржин ба хадгалж батарейн наслалтын хурдныг их хэмжээгүй удаашруулдөг.

Дрон батарейнүүдийн унтрах процесс яаж ажилладаг вэ?

Типичный LiPo батарейн номинальное хүчдэл нь нүүрсний үүрд 3,7 вольт бөгөөд бүрэн цэнхэрдүүлснүүрд 4,2 вольт бөлго. Нислэх үед батарейн хүчдэл удаан тун удаан буурдаг, дараа нь цэнхэрдүүлэх циклын төгсгөлд хурдан буурдаг. Батарейн аюулгүй бүтэцтүүн хадгалж, аюулгүй ажиллуулж, пилотууд батарейг бүрэн хоосондүүлэхгүйн, үлдсэн багтаамж хүнд хүртэл нислэхгүйн.

Дрон батарейн төрлүүд, гол ажиллах үзүүлэлтүүд, нислэх хугацаа тооцох арга, аюулгүй бүтэцтүүн зөвлөмжүүд, дрон ажиллах чадварыг сайжруулах, батарейн үйл ажиллагааны хугацаа уртасгах зориулалт батарейн шийдлүүд талаар суралцах.