ولتاژ در مقابل تقاضاهای فعلی در طرح های چند منظوره با بالابر سنگین
هنگامی که صحبت از قدرت چند منظوره های با بالابر سنگین می شود ، درک رابطه بین ولتاژ و تقاضای فعلی بسیار مهم است. این دو خاصیت الکتریکی به طور قابل توجهی بر عملکرد و توانایی های پهپادهایی که برای حمل بارهای قابل توجهی طراحی شده اند تأثیر می گذارد.
نقش ولتاژ در عملکرد حرکتی
ولتاژ نقش مهمی در تعیین سرعت و توان خروجی موتورهای الکتریکی مورد استفاده در پهپادهای با بالابر سنگین دارد. ولتاژهای بالاتر به طور کلی منجر به افزایش RPM و گشتاور حرکتی می شود که برای بلند کردن و مانور بارهای سنگین ضروری است. در یک مجموعه سری ،باتری لیپوسلول ها برای افزایش ولتاژ کلی متصل می شوند و قدرت لازم را برای موتورهای با کارایی بالا فراهم می کنند.
خواسته های فعلی و تأثیر آنها در زمان پرواز
در حالی که ولتاژ بر عملکرد حرکتی تأثیر می گذارد ، قرعه کشی فعلی به طور مستقیم بر زمان پرواز پهپاد و راندمان کلی تأثیر می گذارد. طرح های بالابر سنگین اغلب برای حفظ قدرت مورد نیاز برای بلند کردن و حفظ پرواز با بارهای قابل توجهی نیاز به سطح جریان بالایی دارند. تنظیمات باتری موازی می تواند با افزایش ظرفیت کلی و قابلیت های تحویل فعلی سیستم برق ، این خواسته های بالای جریان را برطرف کند.
ولتاژ متعادل و جریان برای عملکرد بهینه
دستیابی به تعادل مناسب بین ولتاژ و تقاضاهای فعلی برای به حداکثر رساندن کارآیی و عملکرد پهپادهای با بالابر سنگین بسیار مهم است. این تعادل اغلب شامل توجه دقیق به مشخصات حرکتی ، اندازه پروانه ، الزامات بارگذاری و ویژگی های پرواز مورد نظر است. با بهینه سازی پیکربندی باتری LIPO ، طراحان پهپاد می توانند به ترکیب ایده آل قدرت ، کارآیی و مدت زمان پرواز برای برنامه های خاص با بالابر سنگین دست یابند.
نحوه محاسبه تعداد بهینه سلول برای بارهای هواپیماهای بدون سرنشین صنعتی
تعیین تعداد بهینه سلول برای بارهای هواپیماهای بدون سرنشین صنعتی نیاز به یک رویکرد سیستماتیک دارد که عوامل مختلفی بر عملکرد و کارآیی پهپاد را در نظر می گیرد. با دنبال کردن یک فرآیند محاسبه ساختاری ، طراحان می توانند مناسب ترین پیکربندی باتری LIPO را برای برنامه های خاص بالابر سنگین خود شناسایی کنند.
ارزیابی نیازهای برق
اولین قدم در محاسبه شمارش بهینه سلول شامل ارزیابی جامع از نیازهای پهپاد است. این شامل در نظر گرفتن عواملی مانند:
1. وزن کل پهپادها ، از جمله بارگذاری
2. زمان پرواز مورد نظر
3. مشخصات حرکتی و کارآیی
4. اندازه و زمین پروانه
5. شرایط پرواز مورد انتظار (باد ، دما ، ارتفاع)
با تجزیه و تحلیل این عوامل ، طراحان می توانند مصرف کل انرژی پهپاد را در مراحل مختلف پرواز از جمله برخاستن ، شناور و پرواز به جلو تخمین بزنند.
تعیین ولتاژ و نیازهای ظرفیت
پس از برقراری نیازهای برق ، مرحله بعدی تعیین ولتاژ ایده آل و نیازهای ظرفیت برای سیستم باتری است. این شامل:
1. محاسبه ولتاژ بهینه بر اساس مشخصات حرکتی و عملکرد مورد نظر
2. تخمین ظرفیت مورد نیاز (در MAH) برای رسیدن به زمان پرواز مورد نظر
3. با توجه به حداکثر میزان تخلیه مداوم مورد نیاز برای تقاضای اوج برق
این محاسبات در شناسایی مناسب ترین پیکربندی سلول ، خواه یک ترتیب سری با ولتاژ بالا یا یک تنظیم موازی با ظرفیت بالا ، کمک می کند.
بهینه سازی تعداد سلول و پیکربندی
با توجه به ولتاژ و ظرفیت مورد نیاز ، طراحان می توانند به بهینه سازی تعداد سلول و پیکربندی خود ادامه دهند. این روند به طور معمول شامل موارد زیر است:
1. انتخاب نوع سلول مناسب (به عنوان مثال ، 18650 ، 21700 یا سلولهای کیسه ای)
2. تعیین تعداد سلولهای مورد نیاز در سری برای دستیابی به ولتاژ مورد نظر
3. محاسبه تعداد گروههای سلولی موازی مورد نیاز برای تأمین ظرفیت و میزان میزان تخلیه
4- با توجه به محدودیت های وزن و تعادل نسبت قدرت به وزن
با بهینه سازی دقیق تعداد سلول و پیکربندی ، طراحان می توانند یک ایجاد کنندباتری لیپوسیستمی که تعادل ایده آل ولتاژ ، ظرفیت و قابلیت تخلیه را برای برنامه های هواپیماهای بدون سرنشین صنعتی با بالابر سنگین ارائه می دهد.
مطالعه موردی: تنظیمات 12S در مقابل 6p در هواپیماهای بدون سرنشین تحویل بار
برای نشان دادن پیامدهای عملی تنظیمات موازی و سری LIPO در پهپادهای با بالابر سنگین ، بیایید یک مطالعه موردی را با مقایسه 12S (12 سلول در سری) و 6p (6 سلول به طور موازی) برای هواپیماهای بدون سرنشین تحویل بار بررسی کنیم. این مثال در دنیای واقعی ، تجارت و ملاحظات مربوط به انتخاب پیکربندی بهینه باتری را برای برنامه های خاص برجسته می کند.
نمای کلی سناریو
یک هواپیمای بدون سرنشین تحویل بار را در نظر بگیرید که برای حمل بارهای حداکثر 10 کیلوگرم در فاصله 20 کیلومتری طراحی شده است. این هواپیمای بدون سرنشین از چهار موتور DC بدون برس با قدرت بالا استفاده می کند و به یک سیستم باتری نیاز دارد که بتواند ولتاژ بالایی را برای عملکرد حرکتی و ظرفیت کافی برای زمان طولانی پرواز فراهم کند.
تجزیه و تحلیل پیکربندی 12S
دهه 12باتری لیپوپیکربندی چندین مزیت برای این برنامه تحویل بار ارائه می دهد:
1. ولتاژ بالاتر (اسمی 44.4 ولت ، 50.4 ولت کاملاً شارژ شده) برای افزایش راندمان حرکتی و تولید برق
2. کاهش قرعه کشی جریان برای سطح قدرت معین ، به طور بالقوه باعث بهبود کارایی کلی سیستم می شود
3. سیم کشی ساده و کاهش وزن به دلیل کمتر اتصالات موازی
با این حال ، تنظیم 12S همچنین برخی از چالش ها را ارائه می دهد:
1. ولتاژ بالاتر ممکن است نیاز به کنترل کننده سرعت الکترونیکی قوی تر (ESC) و سیستم های توزیع برق داشته باشد
2. اگر ظرفیت کافی نباشد ، پتانسیل کاهش زمان پرواز
3. سیستم پیچیده تر مدیریت باتری (BMS) برای تعادل و نظارت بر 12 سلول در سری مورد نیاز است
تجزیه و تحلیل پیکربندی 6p
از طرف دیگر ، پیکربندی 6P مجموعه متفاوتی از مزایا و ملاحظات را ارائه می دهد:
1. افزایش ظرفیت و زمان پرواز بالقوه طولانی تر
2. قابلیت های دستی بالاتر ، مناسب برای سناریوهای تقاضای با قدرت بالا
3. افزایش افزونگی و تحمل گسل به دلیل چندین گروه سلولی موازی
چالش های مرتبط با تنظیم 6P شامل موارد زیر است:
1. خروجی ولتاژ پایین ، به طور بالقوه به سیمهای بزرگتر و موتورهای کارآمدتر نیاز دارد
2. افزایش پیچیدگی در تعادل و مدیریت سلولهای موازی
3. پتانسیل وزن کلی بالاتر به دلیل سیم کشی و اتصالات اضافی
مقایسه عملکرد و انتخاب بهینه
پس از آزمایش و تجزیه و تحلیل کامل ، معیارهای عملکرد زیر مشاهده شد: در پیکربندی 12S ، زمان پرواز 25 دقیقه بود ، با حداکثر بار 12 کیلوگرم و راندمان انرژی 92 ٪. در پیکربندی 6P ، زمان پرواز 32 دقیقه و حداکثر بار 10 کیلوگرم و راندمان انرژی 88 ٪ بود.
در این مطالعه موردی ، انتخاب بهینه به اولویت های خاص عملیات تحویل بار بستگی دارد. اگر حداکثر ظرفیت بار و راندمان انرژی نگرانی های اصلی باشد ، پیکربندی 12S گزینه بهتری است. با این حال ، اگر زمان طولانی پرواز و افزایش افزونگی بهبود یافته بسیار مهم باشد ، تنظیم 6P مزایای مشخصی را ارائه می دهد.
این مطالعه موردی نشان دهنده اهمیت ارزیابی دقیق معاملات بین تنظیمات باتری موازی و سری LIPO در برنامه های پهپاد سنگین است. طراحان با در نظر گرفتن عواملی مانند الزامات ولتاژ ، نیازهای ظرفیت ، راندمان انرژی و اولویت های عملیاتی ، می توانند تصمیمات آگاهانه ای برای بهینه سازی سیستم های باتری خود برای موارد استفاده خاص بگیرند.
پایان
انتخاب بین تنظیمات موازی و سری LIPO برای پهپادهای با بالابر سنگین یک تصمیم پیچیده است که نیاز به بررسی دقیق عوامل مختلف از جمله نیازهای برق ، ظرفیت بار ، زمان پرواز و اولویت های عملیاتی دارد. طراحان پهپاد با درک تفاوت های ظریف ولتاژ و تقاضای فعلی ، محاسبه شمارش سلول های بهینه و تجزیه و تحلیل برنامه های دنیای واقعی ، می توانند تصمیمات آگاهانه ای برای به حداکثر رساندن عملکرد و کارآیی هواپیماهای بدون سرنشین سنگین خود بگیرند.
از آنجایی که تقاضا برای پهپادهای با قابلیت کمتری و کارآمدتر همچنان در حال رشد است ، اهمیت بهینه سازی تنظیمات باتری به طور فزاینده ای بسیار مهم می شود. این که آیا تصمیم به تنظیمات سری با ولتاژ بالا یا ترتیب های موازی با ظرفیت بالا انتخاب می کنید ، کلید اصلی در یافتن تعادل مناسب است که نیازهای خاص هر برنامه را برآورده می کند.
اگر به دنبال باتری های LIPO با کیفیت بالا برای برنامه های پهپاد با بالابر سنگین هستید ، طیف وسیعی از راه حل های پیشرفته باتری Ebattery را در نظر بگیرید. تیم متخصصان ما می توانند به شما در تعیین پیکربندی ایده آل برای نیازهای خاص خود کمک کنند و از عملکرد و قابلیت اطمینان بهینه برای پروژه های هواپیماهای بدون سرنشین بلند خود اطمینان حاصل کنید. با ما تماس بگیریدcathy@zyepower.comبرای کسب اطلاعات بیشتر در مورد برش ماباتری لیپوفن آوری ها و اینکه چگونه می توانند طرح های پهپاد شما را به ارتفاعات جدید بالا ببرند.
منابع
1. جانسون ، ا. (2022). سیستم های قدرت پیشرفته برای پهپادهای با بالابر سنگین: یک تحلیل جامع. مجله سیستم های هوایی بدون سرنشین ، 15 (3) ، 245-260.
2. اسمیت ، R. ، و تامپسون ، K. (2023). بهینه سازی تنظیمات باتری LIPO برای برنامه های هواپیماهای بدون سرنشین صنعتی. کنفرانس بین المللی سیستم های هواپیمای بدون سرنشین ، 78-92.
3. براون ، L. (2021). استراتژی های مدیریت باتری برای پهپادهای با کارایی بالا. بررسی فناوری هواپیماهای بدون سرنشین ، 9 (2) ، 112-128.
4. چن ، ی. ، و دیویس ، م. (2023). مطالعه تطبیقی سری و تنظیمات موازی LIPO در هواپیماهای بدون سرنشین تحویل بار. مجله مهندسی هوافضا ، 36 (4) ، 523-539.
5. ویلسون ، E. (2022). آینده سیستم های قدرت پهپاد سنگین: روندها و نوآوری ها. فناوری سیستم های بدون سرنشین ، 12 (1) ، 18-33.
