Общие типы батарей для беспилотников

Полет дрона полностью определяется его "сердцем" - аккумулятором.Различные типы батарей имеют очень разные характеристики и характеристики.Сегодня мы познакомим вас с пятью наиболее распространенными типами батарей для дронов и подробно рассмотрим их основные особенности, преимущества и недостатки.помогая вам полностью понять различные типы батарей дроновВо-первых, давайте выучим базовый здравый смысл: что лежит за основными различиями между батареями? Нет необходимости запоминать сложные химические формулы. Просто имейте в виду два ключевых момента:плотность энергии, который определяет длительность полета, чем выше плотность, тем дольше время полета, и безопасность, что обеспечивает надежное использование.Все батареи беспилотных летательных аппаратов достигают баланса между этими двумя факторами., и вы можете выбрать батареи с различными приоритетами в соответствии с реальными сценариями использования.

1Литий-полимерные батареи (LiPo) - основной источник энергии для беспилотных летательных аппаратов потребительского класса

Литий-полимерные (LiPo) батареи являются наиболее широко используемым типом батареи в области потребительских дронов в настоящее время.,Основными преимуществами являются легкий вес и высокая энергоэффективность.

Основные преимущества
Они имеют относительно высокую плотность энергии, обычно от 150 до 220 Вт/кг. По сравнению с другими батареями такой же емкостиони легче по весу и могут эффективно уменьшить нагрузку на корпуса дроновБлагодаря превосходной производительности разряда и высокой скорости разряда, они могут не только удовлетворять требованиям к стабильному полету обычных беспилотных летательных аппаратов для аэрофотосъемки,но также адаптироваться к мгновенной высокомощной мощности FPV гоночных дроновБлагодаря гибкой структуре упаковки, они могут быть настроены на предмет конструкции корпуса дронов и обладают высокой совместимостью.

Основные недостатки
Они имеют плохую безопасность и стабильность и подлежат строгим требованиям для зарядки, хранения и использования среды.Прокол и короткое замыкание, вероятно, вызовут тепловое отключениеКроме того, они имеют короткий цикл жизни, с примерно 300-500 циклами зарядки и разрядки в нормальных условиях эксплуатации.Их мощность и производительность разряда, очевидно, уменьшатся по мере увеличения числа циклов..

Сценарии применения
В основном они применяются к потребительским беспилотным летательным аппаратам для аэрофотосъемки, гоночным беспилотным летательным аппаратам FPV и легким гражданским беспилотным летательным аппаратам.и подходит для сценариев, которые имеют определенные требования к легкой массе кузова и скорости ответа на мощность.

2Литий-железофосфатные батареи (LiFePO4)

Литий-железофосфатные батареи (LiFePO4) являются основным выбором для использования в дронах промышленного класса.которые могут удовлетворять требованиям длительной работы в сложных наружных условиях.

Основные особенности

Они обладают выдающимися характеристиками безопасности с температурой теплового разложения выше 200 °C, сильной устойчивостью к пробоям и коротким замычкам и низким риском теплового отключения.С длинным циклом службы, они могут достичь от 2000 до 3000 циклов зарядки и разрядки в нормальных условиях использования, что в 4-6 раз больше, чем у литий-полимерных батарей.стабильное функционирование в диапазоне температур от -20°C до 60°C и надежное функционирование в экстремальных условиях на открытом воздухеПринимая упаковку с жесткой оболочкой, они достигают уровня защиты IP65 или выше, с большой устойчивостью к ударам, а также тонкими пылепроницаемыми и водонепроницаемыми возможностями.

Технические недостатки

Они имеют относительно низкую плотность энергии в диапазоне от 100 до 160Wh/kg. Они тяжелее литий-полимерных батарей с той же емкостью,что делает их непригодными для небольших беспилотных летательных аппаратов потребительского класса, чувствительных к весу фюзеляжа;В то же время они влекут за собой высокие затраты на производство; одна литий-железофосфатная батарея промышленного класса может стоить тысячи юаней,что приводит к более высоким общим затратам на применение по сравнению с традиционными литийными батареями.

Сценарии применения

Они в основном применяются в беспилотных летательных аппаратах промышленного класса для защиты сельскохозяйственных растений, контроля энергопотребления, географического картографирования и других областей,идеально подходит для сценариев работы на открытом воздухе, требующих большой грузоподъемности, длительное рабочее время и высокие стандарты безопасности.

3Трехмерная литийная батарея (NCM/NCA)

Тернарные литийные батареи (NCM/NCA) являются переходными продуктами между литийными полимерными батареями и литийными железофосфатными батареями.С основным преимуществом балансирования плотности энергии и стабильности безопасности, они широко используются в средних и высоких потребительских и средних промышленных дронах.

Основные характеристики

Они обладают относительно высокой плотностью энергии в диапазоне от 220 до 300 Вт/кг, что выше, чем литий-полимерные батареи и литий-железофосфатные батареи.которые могут эффективно улучшить выносливость дроновОни обладают лучшей безопасностью и стабильностью, чем литий-полимерные батареи, с меньшим риском теплового отключения, сохраняя при этом приличную производительность выходной мощности.Скорость их разряда колеблется от 20 до 50 градусов., удовлетворяющие потребности большинства беспилотных летательных аппаратов среднего и высокого класса.обеспечение умеренной эффективности затрат.

Технические недостатки

Их стабильность при высоких температурах уступает литий-железофосфатным аккумуляторам. При длительной эксплуатации в условиях температуры выше 40°C требуются меры по рассеиванию тепла; в противном случаеДеградация батареи ускорится.Их срок службы в 1000-2000 раз короче, чем у литий-железофосфатных батарей, и их производительность заметно снижается после длительного использования.

Сценарии применения

Они в основном используются в потребительских беспилотных летательных аппаратах среднего и высокого класса, средних логистических беспилотных летательных аппаратах и малых промышленных беспилотных летательных аппаратах.подходящий для сценариев, которые имеют определенные требования к выносливости, энергии и безопасности.

4Водородные топливные элементы

Водородные топливные элементы служат основным решением для долговременного питания дронов.Они осуществляют преобразование энергии посредством электрохимических реакций и обладают такими выдающимися преимуществами, как длительная выносливость и нулевые выбросыВ настоящее время находятся на начальной стадии коммерческого продвижения.

Основные особенности

Он обладает чрезвычайно высокой выносливостью, с продолжительностью одного полета от 2 до 4 часов,значительно превышает традиционные литийные батареи и отвечает требованиям длительной эксплуатацииОн достигает нулевых выбросов и не загрязняет окружающую среду, причем единственным продуктом реакции является вода, полностью соответствующая стандартам охраны окружающей среды.Он отличается превосходной адаптацией к высоким и низким температурам, стабильно работают в условиях от -40°C до 80°C и стабильно работают в условиях чрезвычайно холодной и жаркой погоды.Он поддерживает удобное пополнение энергии с коротким временем заправки водородом, что позволяет беспилотникам быстро возобновить оперативные возможности.

Технические недостатки

Он имеет сложную систему, а стоимость производства материалов для мембраны остается высокой.Общая стоимость полной системы водородных топливных элементов в 5-10 раз превышает стоимость традиционных литийных батарейПоддерживающая инфраструктура заправки водородом недостаточна, и услуги по заправке водородом доступны только в нескольких профессиональных сценариях в настоящее время.что ограничивает его широкомасштабное коммерческое применениеСистема батареи громоздкая, что делает ее непригодной для маломерных дронов.

Сценарии применения

Он в основном применяется в профессиональных сценариях с строгими требованиями к выносливости, включая инспекцию на большой высоте, морской патруль, пожарную помощь и мониторинг окружающей среды.а также беспилотные летательные аппараты длительного действия, используемые в военных и научных исследованиях.

5. Твердотельные / полутвердотельные батареи

Твердотельные и полутвердотельные батареи представляют собой новое направление технического развития в области батарей беспилотных летательных аппаратов.Они заменяют традиционные жидкие электролиты твердыми электролитами и обладают такими преимуществами, как высокая плотность энергии и отличная безопасность и стабильность, в настоящее время находится на стадии экспериментальной проверки и применения в малом масштабе.

Основные характеристики

Их плотность энергии значительно увеличена, в диапазоне от 400 до 600 Вт/кг, что в 2-3 раза больше, чем у традиционных литий-полимерных батарей.способный значительно увеличить продолжительность полета беспилотных летательных аппаратовОни отличаются исключительной безопасностью и стабильностью без риска утечки жидких электролитов и чрезвычайно низкой вероятностью теплового утечки.эффективное устранение потенциальных опасностей для безопасности, включая выпуклость батареи и возникновение пожаровС меньшими размерами и легким весом они могут оптимизировать конструкцию фюзеляжа дронов и повысить их операционную гибкость.Некоторые батареи полутвердого состояния могут достигать жизненного цикла более 1000 раз, обеспечивая лучшую долговечность, чем обычные литий-полимерные батареи.

Технические недостатки

Соответствующие технологии еще не полностью созрели, и вопросы, включая эффективность ионной проводимости и совместимость интерфейсов твердых электролитов, все еще нуждаются в дальнейшем улучшении.Стоимость производства чрезвычайно высока.В настоящее время, по сравнению с традиционными литийными батареями, количество литийных батарей в 5 - 10 раз превышает количество литийных батарей, что создает большие трудности для массового производства.Такие батареи применяются только в небольшом масштабе в области военных и научных исследований и еще не поступили на гражданский рынок..

Сценарии применения

Они в основном используются в высококлассных военных беспилотных летательных аппаратов и экспериментальных беспилотных летательных аппаратов научных исследований.ожидается, что в будущем они будут постепенно применяться в гражданских и промышленных беспилотниках среднего и высокого класса..