које батерије користе дронови

Батерије дронова директно утичу на време лета, снагу, капацитет корисног оптерећења, стабилност лета и оперативну безбедност. Већина модерних дронова користи пуњеће литијумске батерије, али најприкладнија хемија и спецификације батерије зависе од величине авиона, мотора, корисног оптерећења и намењене примене.

Овај водич објашњава које батерије користе дронови, како се различита типова батерија упоређују, како израчунати време лета и како безбедно одабрати, напунити, складиштити и одржавати батерију дрона.

Које врсте батерија користе дронови?

Већина потрошачких, ФПВ, ваздушних фотографија и професионалних дронова користи један од следећих типова батерија:

-Литијумски полимерне батерије (ЛиПо)
-Литијум-јонске батерије (Ли-јонске)
-Високонапољне литијумске полимерске батерије (ЛИХВ)
-Литијум-жељено-фосфатне батерије (ЛиФЕПО4)
-Смарт батерије са интегрисаним системом управљања батеријама (БМС)
старије батерије на бази никла сада су неуобичајене јер су теже и складиште мање енергије.

1. у вези са Литијумски полимерне батерије (ЛиПо)

Литијумске полимерске батерије, познате као ЛиПо батерије, најраспрострањенији су извор енергије за ФПВ дронове, тркачке дронове, дронове за ваздушну фотографију и многе професионалне авионе.

Липо ћелије користе лагану паковање, што произвођачима омогућава да производе батерије различитих облика и величина. Они такође могу да донесу високу струју потребну за брзо убрзавање, пењање и агресивне маневре.

Предности липо-батерија за дронове

стопе отпуштања

Висока Лека конструкција

Флексибилни облици и димензије

Силна излазна снага

За мотор са високим перформансима

Недостаци Липо дронових батерија

-Сјетиво на преоптерећење и дубоко испуштање

- Појачају се оток и физичка оштећења

- Потребно је компатибилан запљуњач за баланс

-Представљају већи ризик од пожара када су оштећене или неправилно напуњене

-Липо батерије су генерално најбољи избор за трке ФПВ-а, летење слободним стилом, ваздушну фотографију и друге апликације које захтевају брзу испоруку енергије.

2. Уколико је потребно. Литијум-јонске батерије (ли-јонске)

Литијум-јонске батерије обично користе цилиндричне ћелије као што су 18650 или 21700 ћелија. Обично нуде већу густину употребљиве енергије и дужи издржљив период од батеријских пакова за ЛиПо са великим испуштањем, иако њихова максимална струја може бити мања.

Предности литијум-јонских батерија за дронове

-Долги лет издржљивости

- Ниско самоиспуштање

-Добар живот циклуса

-Висок складиштење енергије у односу на тежину

- Погодан за крстарење на дуге даљине

Недостаци литијум-јонских батерија за дронове

- Нижи капацитет пуштања од многих ФПВ ЛиПо батерија

-Мене погодно за агресивно убрзање

-Цилиндричне ћелије ограничавају облике батеријских пакова

- Потребно је прецизно усоглашавање ћелија и дизајн паковања

Литијум-јонске батерије се обично користе у дронским авионима, авионима за мапирање, инспекционим дроновима и другим апликацијама које приоритетно узимају време лета изнад максималне снаге експлозије.

3. Уколико је потребно. Вишонапољне литијумске полимерне батерије (LiHV)

Високонапонске литијумске полимерске батерије, познате као ЛиХВ батерије, дизајниране су за већи максимални напон пуњења од стандардних ЛиПо батерија.

Стандардна ЛиПо ћелија се обично напуњава на 4,20В, док се ЛиХВ ћелија може напунити на око 4,35В. Ово пружа мало више складиштене енергије, али само када су дрон и пуњач посебно дизајнирани за батерије ЛиХВ.

Никада не напуните стандардну ЛиПо батерију користећи поставку напона ЛиХВ. То може изазвати отицање, прегревање, трајно оштећење или пожар.

4. Уколико је потребно. Литијумске железофосфатне батерије (LiFePO4)

Литијум-жељодне фосфатне батерије, или ЛиФЕПО4 батерије, вредне су због своје топлотне стабилности, дугог циклуса живота и поузданог перформанса.

Они су мање чести у малим дроновима јер генерално пружају мање енергије по килограму од ЛиПо или конвенционалних литијум-јонских батерија. Међутим, њихова сигурност и трајност могу их учинити погодним за одређене индустријске, истраживачке и безбедносно критичне платформе.

5. Појам Батерије за дронове на бази никла

Никел-кадмијум (НиЦад) и никел-метал хидрид (НиМХ) батерије су некада коришћене у старијим радио-управљеним авионима, али ретко се одабирају за модерне дронове.

Ове батерије су теже и имају мању густину енергије од литијумских батерија. Никел-кадмијумске батерије такође садрже токсичан кадмијум и могу имати проблема са меморијом.

Они се можда и даље појављују у старом опреми, образовном авиону или специјализованим системима, али углавном нису погодни за модерне дрони високих перформанси.

Разумевање напона батерије дрона

Напетост батерије дрона углавном зависи од броја ћелија повезаних у серији. Писмо S указује на број ћелија у серији.

Виши напон омогућава моторном систему да производи исту снагу користећи мање струје. Међутим, дронски мотори, електронски контролери брзине, контролери летења и друге компоненте морају подржавати изабрани напон.

Никада не замењујте батерију са моделом са већим напоном осим ако произвођач авиона не потврди компатибилност.

Шта значи капацитет батерије?

Капацитет батерије се мери у милиампер-часовима (мАХ) или ампер-часовима (АХ). То указује на то колико електричног наплате батерија може да сачува.

Батерија веће капацитете може пружити дуже време лета, али ће такође бити већа и тежа. Ако је додатна тежина претерана, мотори морају потрошити више енергије да би дрон остао у ваздуху, што смањује очекиване предности издржљивости.

Зато најбоља батерија за дрон није увек та са највећим капацитетом. То је батерија која пружа најбољу равнотежу између капацитета, тежине, излазне снаге и компатибилности авиона.

Шта је степен С батерије дрона?

С-ови бројеви указују на то колико брзо батерија може безбедно да се исцрпи.

Максимална континуирана струја (А) = капацитет батерије (Ах) × номинална C

На пример, батерија од 4000 мАх има капацитет од 4 АХ. Ако је његова номинална брзина континуираног испуштања 50C:

4Ах × 50Ц = 200А

У пракси, рекламирани Ц рејтингс се не увек мере помоћу истих стандарда тестирања. Купци би такође требали узети у обзир слабину напона, унутрашњи отпор, оперативну температуру, ограничења конектора и податке изводника.

Прекопавање сигурног струје пуштања батерије може изазвати прегревање, изненадне падање напона, отицање, смањење живота циклуса или трајно оштећење.

Које батерије су погодне за различите врсте дронова?

ФПВ тркачки и слободни дрони

ФПВ дронови обично користе ЛиПо батерије са великим испуштањем. Тркачима су потребни лагани батеријски пакети који могу да обезбеде велику струју током изненадног убрзавања и брзе промене правца.

Уобичајене конфигурације укључују 4С и 6С пакове, иако правилна напон зависи од мотор и електронске контролера брзине спецификације.

Аерофотографија и потрошачки дронови

Летелице за фотографију обично користе паметне литијумске батерије. Ове батерије могу садржати електрону опрему која контролише температуру, напон, број циклуса, равнотежу ћелија и преостале капацитете.

Неке паметне батерије такође пружају функцију аутоматског пуштања за складиштење.

Дронови дуге издржљивости

Дронови који трају дуго користе литијум-јонске батерије јер је време лета важније од максималне снаге експлозије. Мотори и вилице морају да раде ефикасно у границама струје батерије.

Земљопривредни и индустријски дронови

Земљопривредни дронови за прскање, мапирање, испоруку и инспекцију захтевају веће батерије да би подржали теже оптерећење.

- Ове батерије могу укључивати:

- Високоточни ћелије

-Ојачане кутије

-Сензори температуре

- Комуникациони интерфејс

-Систем управљања батеријама

-Коннектори на прилагођавање

-Заштита од удара и вибрација

Специјализовани дронови

Специјализовани дронови могу захтевати прилагођене батерије за екстремне температуре, вибрације, ударе, продужену издржљивост или рад на великој висини.

Како израчунати време летења дрона

Упроштена проценина времена лета може се израчунати користећи енергију батерије и просечну потрошњу енергије:

Время лета (часова) = Капацитет батерије (Ах) × Номинални напон (В) × Ефикасност система ÷ Просечна потрошња енергије (В)

На пример, батерија од 5 АХ, 14,8 В, чува приближно:

5Ах × 14,8В = 74Втц

Ако дрон потроши просечно 500 Вт и ефикасност система је процењена на 80%:

74Wh × 0,8 ÷ 500W = 0,118 сати

Ово је око седам минута.

Реално време лета може бити утицано:

- Тежина авиона

- Полак товар

-Брзина ветра

-Ефикасност пропелера

-Брзина лета

-Агресивно убрзање

- Температура окружења

- Старост батерије

-Унутрашњи отпор

-Обязана резерва за слетање

Пилоти би обично требали да слете пре него што се батерија потпуно исцрпи. Утврђено задржавање резерве смањује ризик од изненадног пада напона и помаже у заштити ћелија.

Како сигурно напунити батерију дрона

Увек користите пуњач дизајниран за хемију, напон и број ћелија батерије.

За стандардну ФПВ ЛиПо батерију:

1.Проверите батерију на оток, прободе, оштећене жице или лабаве спојнике.

2.Поукајте о правилној хемији батерије и броју серијских ћелија на пуњачу.

3.Преподијелите и главну струју и коннектор за равнотежу када је потребно равнотежно пуњење.

4.Изаберите одговарајућу струју пуњења. Уобичајено се користи стопа од 1С, осим ако произвођач не наведе другачије.

5.Заполни батерију на непаљивој површини у добро проветреном простору.

6.Останите близу током процеса наплате.

7.Одвојите батерију када се напуни.

Наплата на 1 Ц не значи увек да ће батерија бити потпуно напуњена за тачно сат времена. Последни етапи балансирања и константног напона могу повећати укупно време пуњења.

Како треба чувати батерије дронова?

Литијумске батерије не би требало да остају дуго у потпуности напуњене или дубоко испуњене.

За многе ЛиПо батерије, погодан је напон складиштења од око 3,73,85В по ћелији. Увек пратите упутства произвођача батерије, јер паметне батерије могу аутоматски управљати пуштањем складишта.

За сигурније складиштење:

1.Уземи батерију из дрона након што се охлади.

2. Складите га на хладно, суво и проветрено место.

3. Избегавајте директну сунчеву светлост и изворе топлоте.

4.Заштитите терминале од случајних кратких кола.

5. Држите батерију далеко од запаљивих материјала.

6.Прецизно проверавајте складиштене батерије на подување или абнормални губитак напона.

Када треба заменити батерију дрона?

- Престаните да користите батерију ако приметите:

-Пухнутост или бубрезирање

-Пракотине, прободе или сломљене области

- Излаз електролита

- Повређени спојници или жице

-Необична топлота током пуњења или употребе

-Страна дисбаланс напетости ћелије

-Брзо смањење времена лета

превише слаби напон

- Знатно повећана унутрашња отпорност

Не пробојте, не смачуни, не спалијте и не тестирајте видљиво оштећене литијумске батерије. Изолирајте га и одведите у одобрени објекат за рециклирање батерија или за опасне отпадне материје у складу са локалним прописима.

Да ли се дронове могу носити на авион?

Авиокомпаније примењују строга правила за литијумске батерије. Заједничке батерије дронова се обично морају носити у кабинетном пртљагу, а не у регистрованом пртљагу. Њихови терминали такође морају бити заштићени од кратких кола.

Ограничења батерије су обично заснована на ват-часовима:

У вато-часовима (Вт) = Номинални напон (В) × Кapacity (Ah)

Правила могу се разликовати у зависности од авиокомпаније, земље, величине батерије и руте. Пре путовања проверите тренутне захтеве авиокомпаније и релевантног ваздухопловног органа. Никада не носе оштећену или надуту батерију.

Како изабрати произвођача батерија за дронове

За комерцијалне и прилагођене пројекте дронова, произвођач батерије не би требало да се процењује само по цени.

Важни фактори укључују:

-Искуство са ЛиПо и литијум-јон батерија

-Поточник ћелија и тражимоћа

-Полтација, капацитет и конзистенција унутрашњег отпора

-Развитак система управљања батеријама

-Кондукциони облик и опције конектора

- Проектирање заштитног кола

- Способности за прототипирање и тестирање

-Продручни капацитет и контрола испоруке

- Процедуре управљања квалитетом

-Техничка подршка и гаранција

У зависности од производа и циљаног тржишта, релевантна документација може укључивати УН38.3, МСДС, ИЕЦ 62133, ЦЕ, РОХС или друге сертификације и извештаје о испитивањима специфичне за апликацију.

Процес професионалне прилагођавања обично укључује потврду захтева, електрични дизајн, структурни дизајн, производњу узорка, тестирање перформанси, верификацију безбедности, оптимизацију и масовну производњу.

Будуће технологије батерија за дронове

Литијум-јонске и ЛиПо батерије ће и даље бити широко коришћене, али неколико нових технологија може побољшати издржљивост и безбедност дронова.

Цврстоцелне батерије

Тврдосталне батерије замењују конвенционалне течне или гелове електролите чврстим материјалима. Њихове потенцијалне предности укључују побољшану безбедност и већу густину енергије, иако су трошкови производње и комерцијализација на великој мери и даље изазовни.

Литијум-сурфурне батерије

Литијум-свер технологија може пружити већу специфичну енергију од конвенционалних литијум-јонских батерија. Истражива се за апликације у ваздухопловству дуге издржљивости, али живот циклуса, стабилност и комерцијална скалибилност још увек захтевају побољшање.

Литијум-метал батерије

Литијум-металне ћелије могу значајно повећати складиштене енергије без пропорционалног повећања тежине батерије. Међутим, сигурност, живот циклуса, формирање дендрита и конзистенција производње остају важни развојни изазови.

Водородни горивни уређаји

Систем са водородним горивним ћелијама може пружити дужи трајање за одређене индустријске дронове. Они су сложенији од батерија које се могу пунити и захтевају складиштење водоника, помоћну опрему и специјализоване процедуре рада.

Интелигентно управљање батеријом

Будуће батерије дронова ће све више користити интелигентно праћење како би процениле преостало време лета, откриле неравнотежу ћелија, предвидиле старење батерије и спречавале несигурно функционисање.

Често постављана питања

Које батерије користе већина дронова?

Већина модерних дронова користи литијум-полимерне или литијум-јонске батерије. ФПВ дрони обично користе пакове ЛиПо са високим испуштањем, док авиони дуге издржљивости могу користити пакове литијум-јонских.

Да ли могу да користим батерију веће капацитета у свом дрону?

Само ако су његов напон, димензије, тежина, конектор, способност пуштања и утицај на центар гравитације авиона компатибилни са дроном.

Да ли могу да заменим 4С батерију са 6С батеријом?

Не, осим ако мотори, електронски контролери брзине и друге електронске компоненте нису посебно означени за напон 6С.

Koliko dugo drone baterija traje?

Временско време лета може да варира од само неколико минута за тркачке дронове до више од 30 минута за ефикасну ваздушну фотографију или длину издржљивост дронове.

Живот батерије зависи од температуре рада, дубине пуштања, навика пуњења, услова складиштења и оптерећења.

Зашто се батерија мојих дронова брзо исцрпља?

Могући узроци су хладно време, тежак товар, јаки ветрови, агресивно летење, неефикасни виткови, стареће ћелије, повећани унутрашњи отпор или неодговарајуће спецификације батерије.

Закључак

Које батерије користе дронови? Већина дронова се ослања на ЛиПо батерије за високу снагу и флексибилно паковање или литијум-јонске батерије за дужи издржљивост. ЛиХВ и ЛиФЕПО4 батерије задовољавају специјализованије захтеве, док нове технологије могу подржавати будуће авионе дуге издржљивости.

Избор праве батерије за дрон захтева више од одговарајућег напона и капацитета. Такође морате узети у обзир број ћелија, брзину пуштања, тежину, димензије, врсту спојника, оперативну температуру, потребу авиона за енергијом, начин пуњења и заштиту од опасности.

Три правила су посебно важна:

1.Никада не остављајте литијумску батерију без надзора.

2.Никада не користите напуњену, цурећу или физички оштећену батерију.

3.Складите батерију на напону препорученом од произвођача на хладно, суво и заштићено место.

Овај комплетан водич обухвата врсте батерија дронова, показатеље перформанси, безбедност и одржавање. У њему се објашњавају ЛиПо, Ли-јон, ЛиХВ и ЛиФЕПО4 батерије, напон, капацитет, Ц-рейтинг, израчунавање времена лета, пуњење, складиштење и знаци за замену. Такође се истражују будуће технологије, укључујући чврстог стања, литијум-сулфурне и литијум-метал батерије за дужи издржљивост