کاربردهای باتری های حالت جامد برای هواپیماهای بدون سرنشین چیست؟

حد مجاز آسمان:چگونه باتری های حالت جامد در برنامه های هواپیماهای بدون سرنشین متحول می شوند

صنعت هواپیماهای بدون سرنشین از زمان آغاز به کار ، مسیری طولانی را طی کرده است و از ابزارهای سرگرمی طاقچه گرفته تا دارایی های ضروری در صنایع مانند کشاورزی ، تدارکات و امنیت عمومی در حال تحول است. با این حال ، یک چالش مداوم پتانسیل کامل آنها را محدود کرده است: فناوری باتری. 

باتری های لیتیوم یون سنتی ، در حالی که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند ، از اشکالاتی مانند زمان پرواز کوتاه ، خطرات ایمنی و عملکرد محدود در شرایط شدید رنج می برند. وارد کردن باتری های حالت جامد-نوآوری در حال تغییر بازی برای تعریف مجدد آنچه هواپیماهای بدون سرنشین می توانند به دست آورند. بیایید بررسی کنیم که چگونه این فناوری در حال باز کردن مرزهای جدید برای وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (پهپادها) است.

1. زمان پرواز طولانی و ظرفیت بار بالاتر

فوری ترین مزیت باتری های حالت جامد برای هواپیماهای بدون سرنشین چگالی انرژی بالاتر آنها است. بر خلاف باتری های لیتیوم یون ، که به الکترولیت های مایع متکی هستند ، طرح های حالت جامد از مواد جامد (به عنوان مثال ، کامپوزیت های سرامیکی یا پلیمری) استفاده می کنند و باعث می شوند انرژی بیشتری در همان حجم یا وزن ذخیره شود. 

به عنوان مثال ،وزن سبک-جامد-حالت می تواند به تراکم انرژی 250-350 WH/kg-30-50 ٪ بالاتر از سلولهای لیتیوم یون معمولی برسد. 

این ترجمه به 20-35 ٪ طولانی تر پرواز برای هواپیماهای بدون سرنشین است و آنها را قادر می سازد مناطق بزرگتر را در یک مأموریت واحد پوشش دهند.

در کشاورزی ، این بدان معنی است که هواپیماهای بدون سرنشین می توانند نظارت بر محصولات زراعی را بر روی مزارع وسیع و بدون فرود مکرر برای شارژ مجدد انجام دهند. به طور مشابه ، هواپیماهای بدون سرنشین تحویل می توانند دامنه خود را از 20-30 کیلومتر به 50-70 کیلومتر افزایش دهند ، و تدارکات مسافت طولانی را امکان پذیر می کند. 

شرکت هایی مانندZyepower و Cebatteryدر حال حاضر باتری های حالت جامد متناسب با هواپیماهای بدون سرنشین را ارائه می دهند ، با مدل هایی مانند سلول 45AH 3.2V که بارهای حداکثر 100 کیلوگرم را پشتیبانی می کنند و زمان پرواز بیش از 90 دقیقه است.

5. افزایش ایمنی و قابلیت اطمینان

ایمنی یک نگرانی اساسی برای عملیات هواپیماهای بدون سرنشین ، به ویژه در محیط های شلوغ شهری یا مناطق دور افتاده است. باتری های حالت جامد الکترولیتهای مایع قابل اشتعال موجود در باتری های لیتیوم یون را از بین می برند و خطر آتش سوزی یا انفجارها را به شدت کاهش می دهند. 

آزمایشات نشان می دهد که سلولهای حالت جامد می توانند در برابر سوراخ ها ، شارژ بیش از حد و دمای شدید بدون خرابی فاجعه بار مقاومت کنند. به عنوان مثال ، باتری های حالت جامد Zyebattery از نفوذ ناخن و آزمایشات فراری حرارتی عبور کردند و عملکرد را حتی در صورت آسیب دیدگی حفظ کردند.

این مزیت ایمنی به ویژه برای هواپیماهای بدون سرنشین ایمنی عمومی ، مانند مواردی که در مأموریت های آتش نشانی یا جستجو و نجات استفاده می شود ، بسیار ارزشمند است. هواپیماهای بدون سرنشین آتش نشانی مجهز به باتری های حالت جامد می توانند بدون خطر نشت الکترولیت ، در نزدیکی منابع حرارتی کار کنند ، در حالی که هواپیماهای بدون سرنشین پلیس از مکانیسم های ایمنی داخلی که از گرمای بیش از حد در طول نظارت طولانی جلوگیری می کنند ، بهره مند می شوند.

3. شارژ سریع و عملکرد هوای سرد

باتری های حالت جامد همچنین به دو نقطه درد دیگر برای اپراتورهای پهپاد: شارژ سرعت و حساسیت دما. باتری های لیتیوم یون سنتی در شرایط زیرزمینی به سرعت تخریب می شوند ، اما طرح های حالت جامد با اطمینان از -20 درجه سانتیگراد تا 55 درجه سانتیگراد عمل می کنند. مطالعه ای که در PubMed منتشر شده است ، یک باتری حالت جامد سدیم فلزی را که بیش از 2000 ساعت کارآمد در دمای 20 درجه سانتیگراد کار می کند ، برجسته کرد و آن را برای هواپیماهای بدون سرنشین مستقر در آب و هوای سخت ایده آل کرد.

علاوه بر این ، باتری های حالت جامد از شارژ سریع پشتیبانی می کنند-برخی از مدل ها می توانند از 0-80 ٪ در کمتر از 15 دقیقه شارژ شوند. این برای صنایعی مانند تدارکات تحول آور است ، جایی که خرابی بین تحویل به حداقل می رسد.

4. برنامه های همه کاره در صنایع

مزایای منحصر به فرد باتری های حالت جامد باعث نوآوری در بخش های متنوع می شود:

کشاورزی و نظارت بر محیط زیست

کشاورزان از هواپیماهای بدون سرنشین با باتری های حالت جامد برای نظارت بر سلامت محصولات زراعی ، نیازهای آبیاری و آلودگی آفات در مناطق بزرگ استفاده می کنند. زمان طولانی پرواز امکان جمع آوری داده های جامع تر را فراهم می کند ، به بهینه سازی بازده و کاهش میزان مصرف شیمیایی کمک می کند. به همین ترتیب ، سازمان های محیط زیست هواپیماهای بدون سرنشین را برای ردیابی حیات وحش ، نظارت بر جنگل زدایی یا ارزیابی مناطق فاجعه بدون نگرانی در مورد محدودیت های باتری ، مستقر می کنند.

تدارکات و تحویل

غول های تجارت الکترونیکی مانند آمازون و Zipline در حال سرمایه گذاری در هواپیماهای بدون سرنشین تحویل توسط باتری های حالت جامد هستند. این باتری ها محدوده پرواز طولانی تر و بارهای سنگین تر را امکان پذیر می کنند و آنها را برای حمل و نقل وسایل پزشکی به مناطق از راه دور یا تحویل بسته ها در مراکز شهری مناسب می کند. به عنوان مثال ، باتری های حالت جامد با بسته نرم Zyebattery از بارهای 5 کیلوگرم تا 100 کیلوگرم پشتیبانی می کنند که مدت زمان پرواز بیش از 60 دقیقه است.

ایمنی عمومی و دفاع

پلیس و هواپیماهای بدون سرنشین نظامی به دلیل قابلیت اطمینان و ایمنی خود به باتری های حالت جامد متکی هستند. سازمان های اجرای قانون از آنها برای نظارت ، کنترل جمعیت و نقشه برداری از صحنه جرم استفاده می کنند ، در حالی که برنامه های نظامی شامل شناسایی و تحویل تاکتیکی است.

بازرسی های صنعتی

بازرسی های زیرساختی خطوط برق ، توربین های بادی و پل ها برای کار در محیط های چالش برانگیز به هواپیماهای بدون سرنشین نیاز دارند. مقاومت باتری های حالت جامد در برابر دمای شدید و ارتعاشات عملکرد مداوم را تضمین می کند ، در حالی که طراحی سبک وزن آنها به هواپیماهای بدون سرنشین اجازه می دهد تا به طور مؤثرتر از فضاهای محکم حرکت کنند.

5. غلبه بر چالش ها: مسیر اتخاذ جریان اصلی

در حالی که باتری های حالت جامد مزایای قانع کننده ای را ارائه می دهند ، پذیرش گسترده آنها در هواپیماهای بدون سرنشین بدون مانع نیست.چالش های کلیدی عبارتند از:

هزینه:باتری های حالت جامد در حال حاضر نسبت به سلولهای لیتیوم یون برای تولید گران تر هستند ، اگرچه انتظار می رود اقتصادهای مقیاس و پیشرفت های فناوری باعث کاهش هزینه ها شوند.

پیچیدگی تولید:مقیاس بندی تولید باتری های حالت جامد به تجهیزات و فرآیندهای تخصصی نیاز دارد.

ثبات سطحی:اطمینان از ادغام یکپارچه بین الکترولیتهای جامد و الکترودها یک چالش فنی است.

آینده فناوری هواپیماهای بدون سرنشین

به عنوانباتری های حالت جامد بالغ شدن فناوری ، هواپیماهای بدون سرنشین حتی همه کاره تر و کارآمدتر می شوند.دنیایی را تصور کنید که هواپیماهای بدون سرنشین می توانند:

به طور مداوم کار کنید:هواپیماهای بدون سرنشین خورشیدی با باتری های حالت جامد می توانند روزها در هوا بمانند و نظارت در زمان واقعی الگوهای آب و هوایی یا مهاجرت حیات وحش را فراهم می کند.

پرواز در شرایط شدید:از نظارت قطب شمال تا آتش نشانی بیابان ، هواپیماهای بدون سرنشین دیگر با نوسانات دما محدود نمی شوند.

ناوگان خودمختار را فعال کنید:زمان پرواز طولانی تر و شارژ قابل اعتماد می تواند از شمشیر هواپیماهای بدون سرنشین کاملاً مستقل برای کارهایی مانند پاسخ به فاجعه یا پروژه های زیرساختی در مقیاس بزرگ پشتیبانی کند.

پایان

باتری های حالت جامد فقط یک پیشرفت افزایشی نیستند-آنها یک تغییر پارادایم برای فناوری هواپیماهای بدون سرنشین هستند. آنها با پرداختن به محدودیت های باتری های لیتیوم یون ، امکانات جدیدی را برای استقامت ، ایمنی و عملکرد باز می کنند.

ما در معرض انقلاب هواپیمای بدون سرنشین قرار داریم که در آن آسمان واقعاً حد مجاز است. این که آیا این امر به جهان تغذیه می کند ، زندگی را نجات می دهد ، یا در ساخت شهرهای باهوش تر ، باتری های حالت جامد به آینده پرواز می پردازند.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد باتری حالت جامد چگالی بالا و دامنه ما از راه حل های ذخیره انرژی با کارایی بالا ، لطفاً با ما تماس بگیریدcoco@zyepower.comبشر تیم متخصصان ما آماده هستند تا به شما در یافتن راه حل مناسب برای نیازهای خود کمک کنند.