چگونه استقامت باتری را برای پهپادهای مختلف محاسبه کنیم؟

I. هسته محاسبه استقامت: سه پارامتر کلیدی باتری LiPo و فرمول های اساسی

برای محاسبه دقیق استقامت، ابتدا باید علائم مهم روی آن را درک کنیدباتری. ظرفیت (mAh)، نرخ دشارژ (رتبه C) و ولتاژ (رتبه S) یک باتری LiPo پایه و اساس محاسبه را تشکیل می دهد.

رابطه آنها با مصرف انرژی پهپاد فرمول اصلی را تشکیل می دهد:

1. تجزیه و تحلیل پارامترهای کلیدی

ظرفیت (mAh): کل انرژی الکتریکی ذخیره شده. به عنوان مثال، یک باتری 10000 میلی آمپر ساعتی می تواند جریان 10 آمپر را به مدت 1 ساعت ارائه دهد.

نرخ تخلیه (رتبه C): سرعت تخلیه ایمن. برای باتری 20 درجه سانتیگراد، حداکثر جریان تخلیه = ظرفیت (Ah) × 20.

ولتاژ (رتبه S): 1S = 3.7V. ولتاژ قدرت موتور را تعیین می کند اما باید با ESC مطابقت داشته باشد.

2. فرمول محاسبه پایه

زمان پرواز نظری (دقیقه) = (ظرفیت باتری × راندمان تخلیه ÷ میانگین جریان پهپاد) × 60

راندمان تخلیه: ظرفیت واقعی قابل استفاده باتری LiPo تقریباً 80٪ - 95٪ از مقدار نامی است.

میانگین جریان: مصرف برق در زمان واقعی در طول پرواز، نیاز به محاسبه بر اساس مدل و شرایط عملیاتی دارد.

II. محاسبات عملی بر اساس مدل: از مصرف کننده تا کاربردهای صنعتی

مصرف انرژی در پهپادها به طور قابل توجهی متفاوت است و نیاز به محاسبات استقامتی مناسب دارد. سه مدل معمولی زیر با ارزش ترین منطق مرجع را ارائه می دهند:

1. هواپیماهای بدون سرنشین عکاسی هوایی درجه مصرف کننده

ویژگی های اصلی: محموله سبک، مصرف انرژی پایدار، اولویت دادن به شناور بودن و استقامت کروز.

مثال: پهپادی که از باتری 3S 5000 میلی آمپر ساعتی با جریان متوسط ​​25 آمپر و بازده تخلیه 90 درصد استفاده می کند.

استقامت واقعی = (5000 × 0.9 ÷ 25) × 60 ÷ 1000 = 10.8 دقیقه (مقدار نظری)

توجه: زمان واقعی پرواز، با نسبت شناور بالا، تقریباً 8-10 دقیقه است، مطابق با مشخصات سازنده.

2. مسابقه هواپیماهای بدون سرنشین FPV

ویژگی های اصلی: قدرت انفجار بالا، جریان لحظه ای زیاد، تاثیر قابل توجه وزن باتری.

مثال: 3S 1500mAh 100C باتری FPV مسابقه، جریان متوسط ​​40A، راندمان تخلیه 85%

استقامت نظری = (1500 × 0.85 ÷ 40) × 60 ÷ 1000 = 1.91 دقیقه

3. پهپادهای سمپاشی صنعتی درجه یک

ویژگی های اصلی: بار سنگین، استقامت طولانی، متکی به باتری های با ظرفیت بالا.

مثال: پهپاد سمپاشی محصول 6S با باتری 30000 میلی آمپر ساعتی، جریان متوسط ​​80 آمپر، راندمان تخلیه 90 درصد

استقامت نظری = (30000 × 0.9 ÷ 80) × 60 ÷ 1000 = 20.25 دقیقه

III. غلبه بر محدودیت های نظری: تنظیم برای سه عامل مهم

محاسبات دقیق اهمیت کمتری نسبت به عملکرد پایدار پرواز دارند. عوامل زیر استقامت را کاهش می دهند و باید در نظر گرفته شوند:

1. تداخل محیطی

دما: ظرفیت 30٪ به زیر صفر درجه سانتیگراد کاهش می یابد. در دمای 30- درجه سانتی گراد، پهپادها برای حفظ استقامت به گرمایش مبتنی بر موتور نیاز دارند.

سرعت باد: بادهای متقاطع مصرف برق را 20 تا 40 درصد افزایش می‌دهند، در حالی که تندبادها برای تثبیت نگرش به نیروی بیشتری نیاز دارند.

2. رفتار پرواز

مانور دادن: صعودهای مکرر و پیچ های تند 30 درصد بیشتر از کروز ثابت مصرف می کند.

وزن محموله: افزایش 20 درصدی محموله به طور مستقیم زمان پرواز را 19 درصد کاهش می دهد.

3. وضعیت باتری

پیری: ظرفیت پس از 300-500 چرخه شارژ به 70٪ کاهش می یابد و به همین دلیل استقامت را کاهش می دهد.

روش ذخیره سازی: ذخیره سازی طولانی مدت با شارژ کامل، پیری را تسریع می کند. 40 تا 60 درصد شارژ را در طول ذخیره سازی حفظ کنید.

IV. تکنیک های بهینه سازی استقامت: انتخاب باتری مناسب بیش از محاسبات مهم است

ظرفیت در مقابل تعادل وزن: پهپادهای صنعتی باتری های 20000-30000 میلی آمپر ساعتی را انتخاب می کنند. درجه مصرف کننده 2000 تا 5000 میلی آمپر ساعت را در اولویت قرار می دهد تا از چرخه معیوب "باتری های سنگین = بارهای سنگین" جلوگیری کند.

تطبیق نرخ تخلیه: پهپادهای مسابقه‌ای به باتری‌های 80 تا 100 درجه سانتی‌گراد نیاز دارند. پهپادهای کشاورزی فقط به 10 تا 15 درجه سانتیگراد برای برآورده کردن نیازها نیاز دارند.

مدیریت هوشمند: باتری‌های دارای سیستم BMS با متعادل کردن ولتاژ سلول، راندمان تخلیه را تا 15 درصد افزایش می‌دهند و طول عمر را افزایش می‌دهند.

V. روندهای آینده: پیشرفت های استقامت باتری LiPo

نیمه جامدباتری های لیپواکنون به 50 درصد چگالی انرژی بالاتر دست پیدا کنید. همراه با فناوری شارژ سریع (۸۰ درصد شارژ در ۱۵ دقیقه)، پهپادهای صنعتی می توانند از ۱۲۰ دقیقه استقامت پرواز فراتر بروند.