Cara Membuat Bateri Dron

Kebanyakan penerbang tidak pernah memikirkan bagaimana bateri dron dibuat sehingga bungkusan yang mereka perlukan tidak wujud. Bilangan sel salah, bentuknya tidak muat pada rangka, penyambungnya bukan jenis yang terpasang pada papan agihan kuasa anda, atau harganya sukar dibenarkan untuk pembelian dalam kuantiti besar. Pada ketika itu, membina bungkusan bateri mula kelihatan seperti idea yang munasabah—dan memang begitu, selagi anda menganggapnya sebagai kerja pemasangan yang teliti, bukan eksperimen kimia.

Membuat bateri dron bergantung kepada empat keputusan: sel jenis mana, susunan sel tersebut, cara menyambungkannya, dan cara melindungi bungkusan tersebut. Segala perkara lain adalah pelaksanaan sahaja. Yang berikut ini ialah urutan keputusan tersebut mengikut turutan sebenar anda bekerja, ditambah langkah ujian dan dokumentasi yang menentukan sama ada bungkusan itu dapat bertahan sepanjang satu musim.

1. Kenali Tiga Bahagian Bateri Dron

Bateri dron lebih ringkas daripada rupa luarnya. Ia terdiri daripada tiga bahagian, dan ketiga-tiganya penting.

• Sel, yang menyimpan tenaga. Voltan, kapasiti, dan kadar lesap semuanya berasal daripada sel tersebut
• Papan pengurusan atau perlindungan, yang mengekalkan sel-sel di dalam had keselamatan dan, pada bungkusan pintar, melaporkan status kepada pengawal penerbangan
• Bahagian mekanikal: sambungan, pendawaian, penyambung, dan pembalut yang mengikat semua komponen bersama serta mengelakkan daripada bergoyang terpisah semasa di udara

Ketinggalan mana-mana satu daripada tiga komponen ini menyebabkan kegagalan bungkusan, biasanya semasa di udara. Pemula cenderung merancang sel secara berlebihan tetapi kurang merancang dua komponen lain

2. Pilih Jenis Sel Sebelum Perkara Lain

Dua keluarga mendominasi bateri dron, dan masing-masing unggul dalam fungsi berbeza

• Sel kantung (LiPo dan LiHV) ialah bungkusan lembut yang biasa dikenali. Kadar pelupusan tinggi, ringan bagi kuasa yang dihasilkan, serta tersedia dalam hampir semua saiz—justifikasi utama dominasinya dalam dron FPV dan dron kamera. Sel ini memerlukan perlindungan fizikal dan tidak sesuai disimpan pada cas penuh
• Sel litium-ion silinder (18650, 21700 dan sejenisnya) menawarkan lebih banyak tenaga setiap kilogram, kadar pelupusan lebih rendah, serta jangka hayat kitaran jauh lebih baik. Platform tahan lama dan dron pemetaan biasanya menggunakan sel jenis ini

Kadar pelepasan yang kelihatan mengagumkan pada label adalah tidak berguna jika sel-sel tidak dapat menyalurkan arus puncak anda tanpa turun voltan. Padankan kadar pelepasan berterusan dengan arus sebenar yang ditarik oleh motor-motor anda, kemudian tambah ruang keselamatan.

3. Tentukan Voltan dan Kapasiti Dahulu

Ini ialah bahagian yang patut ditulis sebelum anda membeli apa-apa.

• Sel-sel bersiri menambah voltan. Satu sel LiPo tunggal mempunyai voltan nominal 3.7V dan diisi penuh hingga 4.2V, jadi satu bungkusan 6S mempunyai voltan nominal 22.2V dan 25.2V apabila penuh.
• Sel-sel selari menambah kapasiti dan keupayaan arus. Dua kumpulan sel 2500mAh yang disambung selari memberikan 5000mAh.
• Watt-jam memberitahu anda jumlah tenaga sebenar: voltan didarab dengan amp-jam. Satu bungkusan 6S 5000mAh menyimpan kira-kira 111Wh (22.2V × 5Ah).

Kemudian semak berat. Setiap bungkusan merupakan kompromi antara masa terbang dan cara pesawat dikendalikan, dan bungkusan yang lebih berat daripada rangka pesawat yang direka untuknya mengurangkan masa terbang lebih banyak daripada kelebihan kapasiti yang diperoleh.

4. Padankan Sel-Sel Sebelum Anda Sambungkan Mereka

Sel yang meninggalkan kilang bersama-sama adalah hampir sama, tetapi tidak identik. Gunakan sel baharu dengan model yang sama dari kelompok (batch) yang sama. Jangan campurkan model berbeza, dan jangan sekali-kali mencampurkan sel baharu dengan sel yang sudah digunakan.

Sebelum pemasangan, ukur setiap sel untuk dua perkara:

• Kapasiti, supaya anda boleh mengumpulkan sel-sel yang paling hampir nilai kapasitinya
• Rintangan dalaman, yang lebih penting daripada kapasiti dalam menentukan kelakuan bungkusan (pack) di bawah beban

Kelaskan sel-sel tersebut dan bina setiap bungkusan daripada kumpulan yang paling ketat (tightest) yang anda miliki. Kekuatan suatu bungkusan bergantung pada sel terlemah di dalamnya, dan satu sel dengan rintangan tinggi akan menyebabkan keseluruhan bungkusan kehilangan keseimbangan.

5. Sambungkan Sel-sel Menggunakan Mesin Las Titik

Haba membunuh sel litium. Menyolder secara langsung pada terminal sel memasukkan haba ke dalam segel dan struktur dalaman, dan kerosakan sering kali tidak kelihatan sehingga bungkusan sudah berada dalam perkhidmatan. Pengelasan titik menggunakan jalur nikel melakukan tugas yang sama dalam milisaat dengan haba yang jauh lebih rendah, itulah sebabnya bungkusan komersial dibina dengan cara ini.

Empat perkara yang menentukan sama ada sambungan itu tahan:

• Saizkan jalur nikel mengikut arus puncak, bukan arus purata, kerana jalur yang terlalu kecil menambah rintangan, haba, dan kejatuhan voltan
• Kekalkan corak kimpalan secara sekata supaya arus tersebar merata pada sambungan
• Gunakan saiz dawai yang sesuai untuk saluran utama dan jadikan sependek yang dibenarkan oleh rangka udara
• Sokong saluran di tempat ia keluar daripada bungkusan. Getaran—bukan arus—yang merosakkan sambungan timah

6. Tambah Perlindungan dan Penyeimbangan

Sekumpulan sel tanpa perlindungan akan dengan senangnya memusnahkan dirinya sendiri; oleh itu, perlindungan mesti dipasang pada setiap bungkusan yang anda hasilkan, sama ada sistem pengurusan bateri (BMS) penuh atau papan penyeimbang bersama litar perlindungan berasingan. Sekurang-kurangnya, anda perlu:

• Pemutusan cas berlebihan dan nyahcas berlebihan yang ditetapkan mengikut kimia sel anda
• Perlindungan arus berlebihan dan litar pintas yang diperkadangkan pada tahap melebihi tarikan puncak anda, supaya tidak terpicu semasa penerbangan
• Penyeimbangan sel, supaya bungkusan kekal seimbang sepanjang ratusan kitaran
• Pengesan suhu pada bungkusan yang akan digunakan secara intensif atau diterbangkan dalam cuaca panas

Peket pintar berjalan lebih jauh dan melaporkan voltan sel, bilangan kitaran, dan kesihatan kepada pengawal penerbangan, yang membolehkan pesawat memberi amaran kepada anda sebelum sel gagal. Data tersebut, serta ujian yang dilakukan untuk menghasilkannya, merupakan sebahagian besar sebab peket komersial lebih mahal daripada sel-sel di dalamnya.

7. Bina Ia Supaya Tahan Terhadap Rangka Pesawat

Di sinilah peket buatan sendiri gagal dalam amalan: bukan dari segi elektrik, tetapi dari segi mekanikal.

• Kekalkan sel-sel dengan penyisip atau pemegang supaya tidak bergesel antara satu sama lain
• Beri penebat di antara peket dan mana-mana bahagian rangka yang konduktif
• Balut peket dengan pita dan susut haba supaya tiada apa-apa bergerak akibat getaran
• Gunakan penyambung yang diperbadankan untuk arus anda, dan pastikan ia sepadan dengan yang sudah terpasang pada pesawat
• Lindungi peket daripada kelembapan jika dron terbang di luar bangunan, dan kekalkan pembalutan utuh di sekitar saluran imbangan

Berat dan keseimbangan layak mendapat perhatian terakhir. Peket yang mengubah pusat graviti akan mengubah cara dron terbang, dan pengawal penerbangan hanya mampu melakukan sedikit sahaja untuk menangani perkara ini.

8. Uji Setiap Bungkusan Sebelum Anda Menerbangkannya

Bungkusan baharu memperoleh kepercayaan melalui ujian di bengkel, bukan di udara.

• Periksa rintangan dalaman sel demi sel selepas pemasangan. Nilai luar biasa menunjukkan kimpalan yang lemah atau sel yang rosak
• Jalankan ujian pelepasan penuh dan bandingkan kapasiti yang dihantar dengan nilai kadarannya
• Sahkan bungkusan seimbang dan papan perlindungan memutus pada titik yang sepatutnya
• Pantau suhu di bawah beban semasa kitaran pertama
• Jaga agar kitaran pertama ini lembut, dan cas di kawasan yang selamat serta tidak mudah terbakar

Jika satu sel berbeza daripada sel-sel lain, hentikan dan baiki segera. Bungkusan tidak seimbang tidak akan membaik dengan penggunaan.

9. Ketahui Apa yang Boleh Anda Hantar atau Jual

Membina bungkusan untuk kegunaan sendiri dan menjual bungkusan adalah dua projek yang sangat berbeza. Sebarang bateri litium yang berpindah melalui perdagangan atau pengangkutan diklasifikasikan sebagai barang berbahaya, dan bungkusan yang dipasang di rumah tiada rekod ujian yang menyokongnya. Bagi bungkusan yang meninggalkan meja kerja anda sebagai produk, piawaian asas ialah:

• Keputusan ujian UN 38.3. Setiap sel litium dan jenis bateri dalam pengangkutan mesti lulus ujian-ujian ini, dan ringkasan ujian mesti tersedia bagi bungkusan yang dihantar
• IEC 62133-2:2017, piawaian keselamatan yang merangkumi sel litium dan bateri tertutup mudah alih, termasuk pemasangan sel ke dalam bungkusan
• Penandaan dan pelabelan Kelas 9 yang betul untuk pengangkutan
• Peraturan Bateri EU (EU) 2023/1542, berkuat kuasa sejak Februari 2024, dengan kewajipan pelabelan yang diperkenalkan secara berperingkat mulai 2026 dan keperluan maklumat digital yang menyusul

Dokumen-dokumen itu juga menjadi hujah praktikal untuk membeli berbanding membina sendiri. Pembekal yang boleh dipercayai menyerahkan dokumen-dokumen tersebut bersama bungkusan, dan bungkusan tersebut sudah melalui ujian-ujian berkenaan.

Kesilapan yang Merosakkan Bungkusan Buatan Sendiri

• Menyolder terus pada terminal sel dan merosakkan segel
• Mencampur sel dari model, kelompok, atau usia yang berbeza dalam satu bungkusan
• Membina bungkusan tanpa penyeimbangan atau perlindungan langsung
• Menentukan saiz jalur dan wayar berdasarkan arus purata, bukan arus puncak
• Melangkau penebatan di antara bungkusan dan rangka konduktif
• Menerbangkan bungkusan baharu secara keras sebelum ia terbukti berkesan pada meja ujian
• Mengisi cas bungkusan yang dicurigai atau mengembung di dalam bangunan untuk melihat apa yang berlaku
• Menghantar atau menjual bungkusan tanpa dokumen ujian yang menyokongnya

Fikiran Akhir

Membuat bateri dron ialah suatu jujukan, bukan satu kemahiran tunggal: pilih kimia yang sesuai dengan misi anda, lakukan pengiraan siri dan selari, padankan sel-sel, kimpal bukan tuala, lindungi bungkusan, dan uji sebelum ia meninggalkan meja ujian. Penerbang yang melalui langkah-langkah ini akan mendapat bungkusan yang dibina khas untuk pesawat mereka, bukan bungkusan yang hanya ‘hampir muat’.

Jika matlamatnya ialah armada yang boleh dipercayai, bukan sekadar satu eksperimen, maka pengiraannya berubah. Bungkusan yang tiba dalam keadaan telah diuji, didokumentasikan, dan boleh diulang adalah bernilai untuk dibayar, terutamanya apabila alternatifnya ialah bungkusan yang tidak boleh dihantar dan tidak ingin anda terbangkan di atas apa-apa yang bernilai.

Artikel Berkaitan

Cara Memilih Bateri Dron
Pelajari bagaimana voltan, kapasiti, kadar pelupusan, dan kualiti sel menentukan bungkusan mana yang sesuai untuk dron anda.

Cara Memeriksa Kesihatan Bateri Dron
Kesan keausan awal dengan memeriksa keadaan fizikal, voltan, kapasiti, rintangan dalaman, dan amaran bateri.

Cara Menyebatkan Bateri Dron Semasa Berada di Luar
Rancang mengikut masa pengecasan, padankan kadar pengecasan dengan bungkusan bateri anda, dan pastikan pengecasan di luar tapak dilakukan dengan selamat.