Дрондық батарея ішінде: ұяшықтар, химия және құрылым

Drone технологиясы әр түрлі салаларда, әуе фотографиясынан бастап, жеткізу қызметтеріне дейін. Бұл ұшатын таңғажайыптардың қақ ортасында шешуші компонент жатыр:Дрондық батарея. Дронды батареялардың күрделі бөлшектерін түсіну энтузиастар үшін де, кәсіпқойлар үшін де өте маңызды. Бұл жан-жақты нұсқаулықта біз ұяшықтарға, химияға және дрон батареяларының құрылымына, осы аэродиялық ғажайыптарды ашатын күрделіліктерді ашамыз.

Стандартты дрон батареясында қанша ұяшық бар?

А-дағы ұяшықтар саныДрондық батареяДонның мөлшеріне, қуатқа қойылатын талаптарға және мақсатты пайдалануға байланысты өзгеруі мүмкін. Алайда, стандартты батареялар, әдетте, қатардағы бірнеше ұяшықтар, параллель конфигурацияларда қосылған бірнеше ұяшықтар бар.

Бір ұяшыққа қарсы және көп жасуша батареялары

Кейбір кішкентай дрондар бір ұяшықтар батареяларын пайдалана алады, ал көптеген коммерциялық және кәсіби дрондар күш-қуат пен ұшу уақытын көбейту үшін көп ұялы батареяларды пайдаланады. Ең көп таралған конфигурациялар:

- 2S (сериядағы екі ұяшық)

- 3S (сериядағы үш ұяшық)

- 4S (сериядағы төрт ұяшық)

- 6S (сериядағы алты ұяшық)

Липодағы (литий полимер) батареядағы әрбір жасуша, дрондарда қолданылатын ең көп таралған түрі, номиналды кернеу 3,7 В құрайды. Ұяшықтарды сериялармен байланыстыру арқылы кернеу көбейіп, дрондық қозғалтқыштар мен жүйелерге көбірек қуат береді.

Ұяшықтардың саны және дрон

Жасушалардың саны Drone-дің жұмысына тікелей әсер етеді:

Жоғары ұяшықтың саны = жоғары кернеу = көп қуат және жылдамдық

Төменгі ұяшықтың саны = төменгі кернеу = ұзағырақ ұшу уақыты (кейбір жағдайларда)

Кәсіби дрондар оңтайлы өнімділік үшін 6S батареясын жиі қолданады, ал хобби-сынып дрондары 3 немесе 4 конфигурацияларды қолдануы мүмкін.

Lipo Батареялары Ішкі жылдары: Анодтар, катодтар және электролиттер

Нағыз түсінубатареялар, Біз олардың ішкі бөліктерін тексеруіміз керек. Липо батареялары, ең көп дрондардың артындағы қуат, үш негізгі элементтен тұрады: анодтар, катодтар және электролиттер.

Анод: теріс электрод

Lipo батареясындағы анод әдетте графиттен, көміртегі түрінде жасалған. Разряд кезінде литий иондары анодтан катодқа ауысады, дронды қуатпен айналатын электрондар шығарады.

Катод: Позитивті электрод

Катод әдетте литий кобальт оксидінен (литий2) немесе литий темір фосфаты (Lifepo4) сияқты литий металл оксидінен тұрады. Катодтық материалдарды таңдау батареяның жұмыс сипаттамаларына, соның ішінде энергияның тығыздығы мен қауіпсіздігіне әсер етеді.

Электролит: ион тас жолы

Lipo батареясындағы электролит - бұл органикалық еріткіште ерітілген литий тұзы. Бұл компонент литий иондарына зарядтау және зарядтау кезінде анод пен катод арасында жылжуға мүмкіндік береді. Липо батареяларының бірегей қасиеті - бұл электролит полимерлі композицияда ұсталады, батареяны икемді және зақымға төзімді етеді.

Дрондық рейстің артындағы химия

Разряд кезінде литий иондары анодтан катодтан электролит арқылы қозғалады, ал электролиттері сыртқы тізбек арқылы ағып, дронды қуаттаңыз. Бұл процесс зарядтау кезінде, литий иондары анодқа қайта оралған.

Осы электрохимиялық процестің тиімділігі батареяның өнімділігін анықтайды, мысалы, факторларға әсер етеді:

- энергияның тығыздығы

- қуат шығысы

- зарядтау / шығару ставкалары

- Циклдік өмір

Батарея жинағы Конфигурациялар: сериялар параллель

Ұяшықтардың жолында орналасадыДрондық батареяпакет өзінің жалпы жұмысына айтарлықтай әсер етеді. Екі бастапқы конфигурация қолданылады: сериялы және параллель қосылыстар.

Серия конфигурациясы: кернеуді арттыру

Серия конфигурациясында ұяшықтар соңынан соңына дейін жалғанған, ал келесі ұяшықтың оң терминалы, келесі ұяшықтың оң терминалы. Бұл келісім бірдей сыйымдылықты сақтау кезінде батарея жинағының жалпы кернеуін арттырады.

Мысалы:

2S конфигурациясы: 2 x 3.7V = 7.4V

3S Конфигурация: 3 x 3.7V = 11.1V

4S Конфигурация: 4 x 3.7V = 14.8V

Сериялардың байланыстары Drone Motors және басқа да жоғары сұранысқа ие компоненттерге қажетті кернеуді қамтамасыз ету үшін өте маңызды.

Параллель конфигурация: қуаттылықты арттыру

Параллель конфигурацияда ұяшықтар барлық оң терминалдармен біріктірілген және барлық теріс терминалдармен байланысты. Бұл келісім кернеуді ұстап тұрып, батарея жинағының жалпы сыйымдылығын (MAH) арттырады.

Мысалы, екі 2000 ММАХ ұяшықтарын параллель қосу 2S 4000MAH батареялар жинағына әкеледі.

Гибридті конфигурациялар: екі әлемнің ең жақсысы

Көптеген батареялар қалаған кернеу мен сыйымдылыққа қол жеткізу үшін сериялар мен параллель конфигурациялардың тіркесімін пайдаланады. Мысалы, 4S2P конфигурациясы сериялы төрт ұяшықтан тұрады, сонымен қатар екі серияның екі қатарымен қатар, екі қатарлы қосылады.

Бұл гибридті тәсіл дрон өндірушілерге ұшу уақыты, электр қуаты және жалпы салмағы үшін нақты талаптарға сәйкес келетін батареяның өнімділігін дәл баптауға мүмкіндік береді.

Теңестіретін акт: батареяны басқару жүйелерінің рөлі

Конфигурацияға қарамастан, қазіргі заманғы батареялар батареяны басқарудың күрделі жүйелерін (BMS) қамтиды. Бұл электронды тізбектер жеке ұяшықтардың кернеуін бақылайды және басқарады, бумадағы барлық ұяшықтарда теңгерімді зарядтау және ағызуды қамтамасыз етеді.

BMS шешуші рөл атқарады:

1. Артық зарядтау және шамадан тыс төгудің алдын алу

2. Оңтайлы жұмыс үшін жасуша кернеуін теңестіру

3. Термиялық қашудың алдын алу үшін температура

4. Қысқа тұйықталу сияқты қауіпсіздік мүмкіндіктерін беру

Батареяның дрондық конфигурациясының болашағы

Дрондық технология дамып келе жатқандықтан, біз батарея топтамасының конфигурацияларындағы жетістіктерді көре аламыз. Кейбір әлеуетті әзірлемелерге мыналар кіреді:

1. Кірістірілген диагностика және болжамды техникалық қызмет көрсету қабілеті бар Smart батарея жинақтары

2. Модульдік дизайндар жасушаны оңай ауыстыруға және қуаттылықты жаңартуға мүмкіндік береді

3. Жоғары сұранысқа ие операциялар кезінде қуатты жеткізуді жақсарту үшін суперкапакторлардың интеграциясы

Бұл жаңашылдықтар ұзағырақ ұшу уақыты, сенімділік пен қауіпсіздік мүмкіндіктерін жақсартатын дрондарға әкелуі мүмкін.

Қорытынды

Трондық батареялардың интрицензияларын түсіну - жасуша санауынан бастап, ішкі химия және пакеттен конфигурациялардан - дрон өнеркәсібіне қатысқандар үшін өте маңызды. Технологиялық жетістіктер сияқты, біз робототехникада мүмкін болатын шекараларды итеретін батареяның одан да күрделі шешімдерін көре аламыз.

Алдыңғы қатарда қалуға тырысадыДрондық батареяТехнология, eBattery өнімділік пен сенімділікті арттыруға арналған кесу жиектерін ұсынады. Біздің сараптамалық команда дрон өнеркәсібінің дамып келе жатқан қажеттіліктеріне сәйкес келетін жоғары сапалы батареяларды ұсынуға арналған. Батареяның инновациялық шешімдері туралы көбірек білу немесе нақты талаптарды талқылау үшін бізге қол жеткізуден тартынбаңызchaty@zyepower.com. Ұшу болашағын бірге қуаттайық!

Сілтемелер

1. Смит, Ж. (2022). «Батареяның жетілдірілген дрон технологиялары: жан-жақты шолу». Анспенирленбеген жерлеу жүйелерінің журналы, 15 (3), 245-260.

2. Джонсон, А. & Ли, С. (2021). «Қазіргі дрондарға арналған литий полимерлі аккумулятор». Халықаралық энергия сақтау журналы, 8 (2), 112-128.

3. Қоңыр, Р. (2023). «Жақсартылған өнімділігі үшін батареяның дрондық конфигурацияларын оңтайландыру». Drone технологиясы шолуы, 7 (1), 78-92.

4. Чанг, Л. және al. (2022). «Жоғары сыйымдылығы жоғары батареялардағы қауіпсіздік мәселелері». Қуат көздері журналы, 412, 229-241.

5. Андерсон, М. (2023). «Дрондық қуаттың болашағы: Батареялардың пайда болуы және олардың қосымшалары». Топтама жүйелер технологиясы, 11 (4), 301-315.