باتری هواپیماهای بدون سرنشین بر عملکرد پهپاد/هواپیماهای بدون سرنشین تأثیر می گذارد؟

با استفاده گسترده ازهواپیمای بدون سرنشیندر عکاسی هوایی ، حفاظت از محصولات زراعی ، تدارکات ، بازرسی خط برق و سایر زمینه ها ، قابلیت های عملکرد آنها توجه بیشتری را به خود جلب می کند. باتری نه تنها به عنوان منبع تغذیه خود عمل می کند بلکه به طور مستقیم مدت زمان پرواز ، پایداری ، ظرفیت بار و ایمنی عملیاتی را به طور مستقیم تعیین می کند و این امر به یک عامل مهم بر عملکرد کلی هواپیماهای بدون سرنشین تبدیل می شود.

استقامت: "بازی زمانی" بین ظرفیت باتری و چگالی انرژی

استقامت یک هواپیمای بدون سرنشین در درجه اول با ظرفیت باتری (اندازه گیری شده در MAH) و چگالی انرژی (اندازه گیری شده در WH/kg) تعیین می شود. هواپیماهای بدون سرنشین فعلی مصرف کننده به طور معمول از باتری های لیتیوم با ظرفیت های مختلف از 2000 تا 5000 میلی آمپر ساعت و تراکم انرژی در حدود 150-200 WH/kg استفاده می کنند و در نتیجه زمان پرواز به طور کلی بین 20 تا 30 دقیقه است.

با این حال ، هواپیماهای بدون سرنشین با درجه صنعتی ، از باتری های قدرت بالا با انرژی بالا استفاده می کنند تا خواسته های عملیاتی گسترده ای را برآورده کنند که برخی از باتری های لیتیوم به تراکم انرژی بیش از 250 WH/kg دست می یابند. همراه با سیستم های بهینه شده مدیریت باتری (BMS) ، استقامت پرواز می تواند از یک ساعت فراتر رود.

ظرفیت بیشتر همیشه بهتر نیست ؛ وزن و مصرف انرژی باید متعادل باشد.

افزایش کورکورانه ظرفیت باتری برای تجاوز بیش از حد وزن می تواند بار موتور را تشدید کند ، و به طور بالقوه استقامت را کوتاه می کند.

عملکرد پایدار موتورهای پهپاد و سیستم های کنترل پرواز به خروجی ولتاژ مداوم متکی است. هنگامی که ظرفیت باتری زیر 20 ٪ کاهش می یابد ، عملکرد ضعیف تخلیه می تواند باعث فروپاشی سریع ولتاژ شود. این منجر به سرعت ناپایدار موتور می شود و در نتیجه لرزش بدن ، تأخیر در کنترل ، از دست دادن ارتفاع و در موارد شدید از بین رفتن کنترل ایجاد می شود.

بسیاری از هواپیماهای بدون سرنشین دارای موتور و کنترل کننده سرعت الکترونیکی (ESC) برای سطح ولتاژ بالاتر هستند. این مؤلفه ها برای استفاده بهتر از قدرت موجود و افزایش بهره وری انرژی طراحی شده اند. باتری های با ولتاژ بالا با کاهش زباله های انرژی و بهینه سازی مصرف انرژی ، به طور غیرمستقیم می توانند به افزایش زمان پرواز کمک کنند ، به خصوص هنگامی که با سیستم های پیشرفته مدیریت انرژی جفت می شوند.

هر دو ولتاژ و ظرفیت نقش مهمی در عملکرد باتری هواپیماهای بدون سرنشین بازی می کنند ، اما عملکرد باتری را متفاوت می کند.

ولتاژ خروجی قدرت را تعیین می کند و بر سرعت و عملکرد هواپیماهای بدون سرنشین تأثیر می گذارد. از طرف دیگر ، ظرفیت دیکته می کند که این قدرت چقدر می تواند پایدار باشد. به عبارت ساده تر ، ولتاژ نرخ مصرف انرژی را حاکم می کند ، در حالی که ظرفیت تعیین می کند که پهپاد چه مدت می تواند با این نرخ کار کند. اعتصاب تعادل مناسب بین ولتاژ و ظرفیت برای بهینه سازی عملکرد هواپیماهای بدون سرنشین برای نیازهای خاص مهم است. ظرفیت بیش از حد با ولتاژ ناکافی منجر به کاهش عملکرد می شود ، در حالی که ولتاژ بیش از حد بالا با ظرفیت ناکافی باعث کاهش سریعتر انرژی می شود.

فعالیت باتری در محیط های درجه حرارت پایین کاهش می یابد و باعث نوسانات خروجی ولتاژ می شود. در دمای 10 درجه سانتیگراد در زمستان ، باتری های لیتیوم استاندارد ممکن است افت ولتاژ 15 ٪ -20 ٪ را تجربه کنند ، که می تواند از طریق پیش گرم شدن یا استفاده از باتری های هوای سرد کاهش یابد.

ظرفیت بار: متعادل کردن چگالی انرژی و وزن

هواپیمای بدون سرنشینظرفیت بار = حداکثر وزن برخاست - وزن قاب هوا - وزن باتری

با حداکثر وزن برخاستن ، چگالی انرژی باتری بالاتر به معنای وزن سبک تر برای همان ظرفیت انرژی است و فضای بیشتری را برای بارگذاری آزاد می کند.

طول عمر و ایمنی: تأثیر هزینه های عملیاتی و خطرات عملیاتی

فراتر از عملکرد ، عمر و ایمنی یک باتری به طور مستقیم بر هزینه های عملیاتی کاربر و ایمنی مأموریت تأثیر می گذارد. باتری های پهپاد درجه مصرف کننده به طور معمول 300-500 چرخه ارائه می دهند ، در حالی که باتری های لیتیوم با قدرت صنعتی یا باتری های لیتیوم یون با حالت جامد/نیمه جامد می توانند به 800-1200 چرخه برسند.

نتیجه گیری:

کاربران مصرف کننده باید باتری ها را بر اساس سناریوهای کاربردی انتخاب کنند: باتری های سبک و با انرژی بالا برای عکاسی هوایی. باتری های استاندارد برای پروازهای با برد کوتاه. کاربران صنعتی باید راه حل های باتری برق را بر اساس مدت عملیاتی و نیازهای بارگذاری متناسب کنند.

با پیشرفت های مداوم در فناوری باتری ، باتری های جدید مانند باتری های حالت جامد و سدیم یون وارد مراحل آزمایش هواپیماهای بدون سرنشین شده اند. این پیشرفت نوید می دهد که مدت زمان پرواز بیش از 2 ساعت و 30 ٪ افزایش ظرفیت بار را افزایش دهد و مرزهای برنامه هواپیماهای بدون سرنشین را بیشتر کند.