Paano Gumawa ng Baterya ng Drone

Karamihan sa mga piloto ay hindi kailanman nag-iisip kung paano ginagawa ang baterya ng drone hanggang sa ang pack na kailangan nila ay wala. Ang bilang ng mga cell ay mali, ang hugis ay hindi sumasakop sa frame, ang connector ay hindi yung nasa iyong power distribution board, o ang presyo ay mahirap ipaliwanag kapag binibili sa dami. Sa puntong iyon, ang paggawa ng isang pack ay mukhang isang makatuwirang ideya—at memang ganoon, basta't ituring mo itong maingat na gawaing pagsasama-sama imbes na isang eksperimentong pangkimika.

Ang paggawa ng baterya ng drone ay nakasalalay sa apat na desisyon: alin ang mga cell, kung paano sila inaayos, kung paano sila pinagsasama, at kung paano protektado ang buong pack. Ang lahat ng iba pa ay kahalintulad lamang ng pagpapatupad. Ang susunod ay ang pagkakasunod-sunod na iyon—sa paraan kung paano talaga mo gagawin ito—kasama ang mga hakbang sa pagsusuri at dokumentasyon na magdedesisyon kung ang pack ay mabubuhay sa isang panahon.

1. Alamin ang Tatlong Bahagi ng Baterya ng Drone

Mas simple ang baterya ng drone kaysa sa itsura nito. May tatlong bahagi ito, at mahalaga ang lahat ng tatlo.

• Mga cell, na nag-iimbak ng enerhiya. Ang voltage, capacity, at discharge rating ay lahat galing sa kanila
• Isang pamamahala o proteksyon na board, na panatilihin ang mga cell sa loob sa ligtas na hangganan at, sa mga matalinong pack, i-ulat ang kalagayan sa flight controller
• Ang mekanikal na bahagi: ang mga koneksyon, wiring, connector, at ang wrapper na pinagsasama-sama ang lahat at pinipigilan itong umusli habang nasa himpapawid

Kung anumang isa sa tatlo ay hindi isasama, nababigo ang pack, kadalasan habang nasa himpapawid. Ang mga nagsisimula ay karaniwang labis na nagpaplano para sa mga cell ngunit kulang sa pagpaplano para sa iba pang dalawa.

2. Pumili ng Uri ng Cell Bago Anuman

Dalawang pamilya ang nangunguna sa mga baterya ng drone, at magkaiba ang kanilang kakayahan.

• Ang pouch cells (LiPo at LiHV) ay ang kilalang malalambot na pack. Mataas ang rate ng pagkakawala, magaan para sa kanilang kapangyarihan, at available sa halos anumang sukat—kaya pa rin silang nangunguna sa FPV at camera drones. Kailangan nila ng pisikal na proteksyon, at hindi nila gusto na imbakan sa buong singil
• Ang cylindrical Li-ion cells (18650, 21700 at katulad nito) ay nag-aalok ng higit na enerhiya bawat kilogram, mas mababang rate ng pagkakawala, at napakabuti nang cycle life. Ang mga long-endurance platform at mapping drones ay karaniwang gumagamit nito

Ang isang discharge rating na nakikita sa label ay walang halaga kung ang mga cell ay hindi kayang magbigay ng iyong peak current nang walang pagbaba ng voltage. I-match ang continuous discharge rating sa aktuwal na kinukunsumo ng iyong mga motor, at idagdag ang margin.

3. Unahin ang Pagkalkula ng Voltage at Capacity

Ito ang bahagi na dapat isulat bago ka bumili ng anuman.

• Ang mga cell na naka-series ay nagdaragdag ng voltage. Ang isang solong LiPo cell ay may nominal na 3.7V at nagcha-charge hanggang 4.2V, kaya ang isang 6S pack ay may nominal na 22.2V at 25.2V kapag ganap na naka-charge.
• Ang mga cell na naka-parallel ay nagdaragdag ng capacity at kakayahang magbigay ng kasalukuyang daloy. Dalawang parallel group ng 2500mAh na mga cell ay nagbibigay ng 5000mAh.
• Ang watt-hours ang tunay na sukatan ng enerhiya: voltage na pinarami ng amp-hours. Ang isang 6S 5000mAh pack ay naglalaman ng humigit-kumulang 111Wh (22.2V × 5Ah).

Kung gayon, suriin ang timbang. Ang bawat pack ay isang kompromiso sa pagitan ng tagal ng flight time at kung paano hinahandle ng aircraft ang beban, at ang isang pack na mas mabigat kaysa sa orihinal na disenyo ng airframe ay nagkakaroon ng higit pang gastos sa flight time kaysa sa karagdagang capacity na binibili.

4. I-match ang mga Cell Bago Mo Sila I-join

Ang mga selula na lumalabas nang sabay sa pabrika ay malapit, ngunit hindi identikal. Gamitin ang mga bagong selula ng parehong modelo mula sa parehong batch. Huwag i-mix ang mga modelo, at huwag kailanman i-mix ang mga bagong selula sa mga selulang may nauna nang paggamit.

Bago ang pag-aassemble, sukatin ang bawat selula para sa dalawang bagay:

• Kapasidad, upang ma-group ang mga pinakamalapit na selula nang magkakasama
• Panloob na resistensya, na mas mahalaga kaysa sa kapasidad sa pag-uugali ng pack habang nasa load

I-sort ang mga selula at gawin ang bawat pack mula sa pinakamatiyog na grupo na meron ka. Ang isang pack ay kasing-lakas lamang ng pinakamahinang selula nito, at ang isang selulang may mataas na resistensya ay magpapalabas ng buong pack sa balanse.

5. I-join ang mga Selula Gamit ang Spot Welder

Ang init ay pumatay sa mga selulang lithium. Ang pag-solder nang direkta sa terminal ng isang selula ay nagpapadala ng init sa seal at sa panloob na istruktura, at ang pinsala ay madalas na hindi lumilitaw hanggang sa ang pack ay nasa aktwal na serbisyo na. Ang spot welding gamit ang nickel strip ay ginagawa ang parehong trabaho sa loob ng ilang milisegundo na may malaking pagbawas ng init, kaya ganoon ang paraan ng paggawa ng komersyal na mga pack.

Apat na bagay ang nagdedesisyon kung ang mga sambungan ay mananatiling matibay:

• Sukatin ang lapad ng nickel strip batay sa pinakamataas na kasalukuyang daloy, hindi sa average, dahil ang maliit na strip ay nagdaragdag ng resistensya, init, at pagbaba ng boltahe
• Panatilihin ang pattern ng welding nang pantay upang ang kasalukuyan ay kumalat sa buong koneksyon
• Gamitin ang tamang sukat ng kable para sa pangunahing lead at panatilihin itong maikli hangga't maaari ayon sa anyo ng airframe
• Suportahan ang mga lead kung saan sila lumalabas mula sa pack. Ang vibration, hindi ang kasalukuyan, ang pumuputol sa mga solder joint

6. Magdagdag ng Proteksyon at Balanseng Sistema

Ang isang grupo ng mga cell na walang proteksyon ay maaaring sirain ang sarili nito nang kusa, kaya dapat may proteksyon ang bawat pack na ginagawa mo—maging ito man ay isang buong battery management system o isang balance board na may hiwalay na proteksyon na circuit. Bilang minimum, kailangan mo ng:

• Paggugulang sa sobrang pag-charge at sobrang pag-discharge na nakatakda para sa iyong uri ng chemistry
• Proteksyon laban sa sobrang kasalukuyan at short-circuit na may rating na mas mataas sa iyong pinakamataas na kinakailangan, upang hindi ito mag-trigger habang nasa himpapawid
• Balanseng sistema para sa mga cell, upang ang pack ay manatiling balanse sa daan-daang siklo
• Sensor para sa temperatura sa mga pack na gagamitin nang husto o maglalakbay sa mainit na kondisyon

Ang mga smart pack ay umaabot nang mas malayo at nag-uulat ng mga voltage ng bawat cell, bilang ng cycle, at kalusugan sa flight controller, na siyang nagpapahintulot sa eroplano na babalaan ka bago sumuko ang isang cell. Ang data na iyon, kasama ang pagsusuri na ginawa para rito, ang pangunahing dahilan kung bakit mas mahal ang isang komersyal na pack kaysa sa mga cell na nasa loob nito.

7. Ibuo Ito Para Mabuhay Sa Loob Ng Airframe

Dito nabigo ang mga homemade pack sa praktika: hindi sa elektrikal na aspeto, kundi sa mekanikal na aspeto.

• Itali ang mga cell gamit ang mga spacer o holder upang hindi sila magkakasalubong o magkakagupitan
• Maglagay ng insulasyon sa pagitan ng pack at anumang conductive na bahagi ng frame
• I-wrap ang pack gamit ang tape at heat-shrink upang wala nang kumikilos habang naka-vibrate
• Gamitin ang konektor na may rating na angkop sa iyong kasalukuyang daloy ng kuryente, at siguraduhing tugma ito sa konektor na nasa eroplano
• Protektahan ang pack laban sa kahalumhan kung ang drone ay lumilipad sa labas, at panatilihin ang buo ang wrap sa paligid ng balance leads

Ang timbang at balanse ay dapat huling suriin. Ang isang pack na nagbabago ng center of gravity ay nagbabago rin sa paraan ng paglipad ng drone, at ang flight controller ay may limitadong kakayahan upang i-adjust ang ganitong sitwasyon.

8. Subukin ang bawat pack bago ito ipalipad

Ang isang bagong pack ay kumikita ng tiwala sa workshop, hindi sa himpapawid.

• Suriin ang panloob na pagtutol ng bawat cell matapos ang pag-aassemble. Ang mga outlier ay nangangahulugan ng mababang weld o sirang cell
• Gawin ang buong discharge test at ihambing ang naibigay na kapasidad sa nakatalagang numero
• Kumpirmahin na ang pack ay naka-balance at ang protection board ay tumitigil sa tamang lugar
• Pansinin ang temperatura habang nasa load sa unang mga cycle
• Panatilihin ang mga unang cycle na mahina, at i-charge sa ligtas at hindi nasusunog na lugar

Kung ang isang cell ay nagkakaiba sa iba, huminto at ayusin ito. Ang isang di-naka-balance na pack ay hindi nagiging mas mainam sa paggamit.

9. Alamin kung ano ang maaari mong ipadala o ibenta

Ang paggawa ng pack para sa sarili mo at ang pagbebenta nito ay dalawang magkaibang proyekto. Anumang lithium na dumadaan sa kalakalan o transportasyon ay itinuturing na mapanganib na kalakal, at ang isang pack na inassemble sa bahay ay walang kasaysayan ng pagsusulit. Para sa isang pack na umalis sa iyong workbench bilang produkto, ang batayan ay:

• Mga resulta ng UN 38.3 na pagsubok. Kailangang dumadaan ang bawat uri ng lithium cell at battery sa transportasyon sa mga pagsubok na ito, at kailangang magkaroon ng isang buod ng pagsubok para sa pack na isinisiyasay.
• IEC 62133-2:2017, ang pamantayan sa kaligtasan para sa portable na sealed na lithium cell at battery, kabilang ang pag-aassemble ng mga cell sa loob ng isang pack.
• Tamang marking at labeling para sa transportasyon sa Ilalim ng Class 9.
• Ang EU Batteries Regulation (EU) 2023/1542, na nasa pwersa mula Pebrero 2024, kung saan ang mga obligasyon sa labeling ay papasok nang paunti-unti simula 2026 at ang mga kinakailangan sa digital na impormasyon ay susunod.

Ang nasabing dokumentasyon ay siyang praktikal na dahilan kung bakit mas mainam bumili kaysa gumawa. Isang mapagkakatiwalaang supplier ang nagbibigay sa iyo ng dokumentasyon kasama ang pack, at ang pack na ito ay nakaraan na sa lahat ng kinakailangang pagsubok.

Mga kamalian na nawawasak ang isang homemade na pack.

• Paggamit ng soldering direktang sa mga terminal ng cell at pagkasunog ng mga seal.
• Paghalo ng mga cell na may iba’t ibang modelo, batch, o edad sa isang pack.
• Pagbuo ng pack na walang anumang sistema ng balancing o proteksyon.
• Pagpili ng sukat ng strip at wire batay sa average current imbes na sa peak current.
• Pag-iwas sa paglalagay ng panlaban sa kuryente sa pagitan ng pack at ng nakakalipad na frame
• Pagpapalipad ng isang bagong pack nang masyadong mabilis bago pa man ito nasubok nang maigi sa bench
• Paggamit ng charger sa isang sumuspekha o namumuong pack sa loob ng gusali upang tingnan ang mangyayari
• Pagpapadala o pagbebenta ng isang pack na walang dokumentasyon ng pagsusuri

Huling mga pag-iisip

Ang paggawa ng baterya para sa drone ay isang sunud-sunod na proseso, hindi isang solong kasanayan: piliin ang kemikal na angkop sa iyong misyon, gawin ang mga kalkulasyon para sa series at parallel connection, i-match ang mga cell, gumamit ng welding imbes na soldering, protektahan ang pack, at subukan ito bago pa man ito umalis sa bench. Ang mga pilot na sumusunod sa mga hakbang na ito ay nakakabuo ng mga pack na talagang angkop sa kanilang eroplano, hindi lamang mga pack na halos umaangkop dito.

Kung ang layunin ay isang maaasahang fleet imbes na isang eksperimento lamang, nagbabago ang kalkulasyon. Ang isang pack na dumating na may sapat na pagsusuri, dokumentado, at muling maisasagawa ay karapat-dapat bayaran—lalo na kapag ang alternatibo ay isang pack na hindi mo maaaring ipadala at hindi mo nais ipalipad sa itaas ng anumang mahalaga.

Mga Kaugnay na Artikulo

Paano Pumili ng Mga Baterya ng Drone
Matuto kung paano ang voltage, capacity, discharge rating, at kalidad ng cell ang nagdedesisyon kung aling pack ang angkop para sa iyong drone.

Paano Suriin ang Kalusugan ng mga Battery ng Drone
Alamin agad ang pagsuot sa pamamagitan ng pagtingin sa pisikal na kalagayan, boltahe, kapasidad, panloob na resistensya, at mga babala para sa baterya.

Paano i-charge ang mga baterya ng drone habang nasa daan
Magplano ayon sa oras ng pag-charge, i-match ang rate ng pag-charge sa iyong pack, at panatilihin ang ligtas na pag-charge sa field.