EN
Развој технологије дронова уско је повезан са напретком у хемијском саставу батерија. Напајање је језгро беспилотних летелица (UAV-а), које одређује време лета, опсег перформанси и укупне могућности. За пилоте, од ентузијаста до професионалаца, разумевање карактеристика, предности и ограничења главних типова батерија је од суштинског значаја за избор одговарајућих алата и безбедно и ефикасно управљање њима. У овом чланку разматрају се три главна типа батерија за дронове: литијум полимерне (LiPo), литијум јонске (Li-ion) и никл кадмијумске (NiCd).
Литијум полимерне (LiPo) батерије: извор високих перформанси
LiPo батерије су постале стандард за многе дронове потрошачке класе и дронове намењене перформансама, посебно у трчању, извођењу трикова и висококвалитетној филмској фотографији. Њихова популарност произилази из карактеристика које испуњавају захтевне услове модерних дронова.
● Хемијски састав и структура: За разлику од литијум-јонских батерија које користе течне електролите, LiPo батерије користе полу-чврсте или гел-као полимерне електролите. Обично су паковане у меке фолије од алуминијума и пластике, а не у чврсте металне цилиндре. Ова флексибилна конструкција омогућава произвођачима да праве лаке батерије разних облика, прилагођене компактним и аеродинамичним кућиштима дронова.
● Performanse prednosti: LiPo батерије имају високу густину енергије (обично 150–250 Wh/kg) и високе струје испоруке. То значи дуже време лета и могућност да обезбеде брзе импулсе снаге за убрзање, маневарски капацитет и моторе са великим потиском. Њихова ниска брзина самопражњења такође помаже у одржавању сачуване енергије када се не користе.
● Спецификације и ознаке: Капацитет се мери у милиампер-сатима (mAh) или ампер-сатима (Ah). Напон зависи од броја ћелија везаних у низ (S), при чему свака ћелија обезбеђује 3,7V. На пример, пакет од 3S испоручује 11,1V, док пакет од 6S обезбеђује 22,2V. C-стопа означава безбедну континуирану дисипацију; батерија од 30C, 5000mAh може непрекидно да испоручује 150A.
● Мере опреза и безбедности: Литијум-полимерне (LiPo) батерије су осетљиве на неправилну употребу. Препуњавање преко 4,2V по ћелији или испражњавање испод 3,2V може изазвати трајне штете, набубење или чак пожар. Потребни су посебни пуњачи са функцијом балансирања и пажљиво праћење. Њихов број циклуса обично је 150–300, што је мање у односу на литијум-јонске батерије. Да би се продужио век трајања, треба их чувати са отприлике 50% набоја у хладном и сувом окружењу.
Литијум-јонске (Li-ion) батерије: шампион трајности
Litijum-jonske baterije su još jedna uobičajena litijum-bazirana hemija, koja se bira za aplikacije koje zahtevaju duže vreme leta i duži radni vek, umesto maksimalnog izlaznog napona.
● Хемијски састав и структура: Litijum-jonske baterije koriste tečne elektrolite i obično se nalaze u čvrstim cilindričnim (npr. 18650 ćelije) ili prizmatičnim paketima, što ih čini izdržljivim i trajnim.
● Performanse prednosti: One nude visoku gustinu energije, često uporedivu sa ili veću od LiPo baterija. To ih čini idealnim za dronove koji se koriste u snimanju, inspekciji, nadzoru i fotografiji, gde je izdržljivost ključna. Litijum-jonske baterije obično traju 300–500 ciklusa, dok naprednije formulacije dostižu 500–1000 ciklusa. One su stabilnije, manje skloni napuhavanju i bezbednije u normalnoj upotrebi.
● Kompromisi: Батерије Литијум-јон (Li-ion) уопште имају ниже максималне струје испражњавања у односу на LiPo пакете, због чега су мање погодне за тркачке дронове или дронове за извођење трикова. Такође, могу бити нешто теже за исту капацитет. Међутим, иновације попут литијумских батерија са високом густином енергије (до 400 Wh/kg) размичу границе, омогућавајући дуже време лета и стабилан рад у широком опсегу температура (-40°C до 60°C).
Никл-кадмијумске (NiCd) батерије: чврсти и издржљиви ветерани
NiCd батерије представљају старију технологију, која је у великој мери замењена литијумским хемијама у потрошачким дроновима, али остају корисне у одређеним применама због своје издржљивости.
● Хемијски састав и историјат: NiCd батерије користе електроде од кадмијума и никл-хидроксида са алкалним електролитом. Њихова густина енергије је знатно нижа (40–60 Wh/kg), због чега су теже и већих димензија у поређењу са литијумским батеријама.
● Prednosti: NiCd батерије се истичу у екстремним условима, поуздано радећи између -20°C и 60°C (понекад од -30°C до 50°C). Подносе физичке удара, вибрације, прекомерно пуњење и дубоко испражњавање боље од литијумских батерија. Такође обезбеђују високе стопе испражњавања и углавном су јефтиније.
● Недостаци и одржавање: NiCd батерије страдају од „ефекта меморије“, када понављање делимичних циклуса пуњења/испражњавања смањује капацитет. Редовна потпуна испражњавања су неопходна за одржавање перформанси. Такође имају високе стопе самопразнења и садрже токсични кадмијум, што изазива забринутост због утицаја на животну средину. Пуњење је спорије (10–16 сати са капљањем), иако је брзо пуњење на 1C могуће за око сат времена.
Закључак: Избор одговарајућег извора енергије
● LiPo батерије су најбоље за дронове високих перформанси који се користе у тркама, извођењу трикова или приликом израде прилагођених конструкција, јер обезбеђују експлозивну снагу и лаган дизајн, али захтевају пажљиво руковање.
● Батерије Литијум-јон (Li-ion) су идеалне за комерцијалне, фотографске и дронове намењене издржљивости, јер имају добар однос густине енергије, сигурности и дугог циклуса трајања.
● Батерије НиЦд (NiCd) су погодне само за одређене индустријске, војне или старе системе где су изузетна издржљивост и отпорност на температуре важнији од других недостатака.
Како се технологија батерија даље развија, појављују се веће густине енергије, побољшана сигурност и боља прилагодљивост на температуре. Компромис између снаге, издржљивости и чврстоће остаће централни аспект у авионима без пилота. Разумевањем ових основних типова батерија, пилоти и оператори могу доносети обавештене одлуке, осигуравајући да њихови дронови имају прави „срце“ за мисију.
