Inngangur
Hröð þróun ómannaðra loftfartækja (UAVs) hefur í grundvallaratriðum breytt atvinnugreinum frá flutningum og landbúnaði til kvikmyndagerðar og almenningsöryggis. Í hjarta þessarar tæknibyltingar er einn mikilvægur hluti: rafhlaðan. Fyrir nútíma dróna hefur Lithium Polymer (LiPo) rafhlaðan komið fram sem óumdeildur iðnaðarstaðall. Einstök samsetning þess af mikilli orkuþéttleika, léttri smíði og ótrúlegri losunargetu gerir hann að kjörnum aflgjafa fyrir fjölbreytt úrval loftpalla, allt frá örsmáum neytenda fjórflugvélum til-þungra lyfta iðnaðardróna. Hins vegar er árangur, öryggi og langlífi þessara háþróuðu orkugeymslutækja háð meira en bara efnafræði þeirra; þeir treysta að miklu leyti á háþróuð rafhlöðustjórnunarkerfi (BMS) og réttar rekstrarsamskiptareglur.
Hvað er litíum fjölliða rafhlaða?
Lithium Polymer rafhlaða, oft kölluð LiPo eða Li-Poly rafhlaða, er tegund af endurhlaðanlegum litíum-jónarafhlöðum sem notar fjölliða raflausn í stað fljótandi raflausnar sem finnast í hefðbundnum litíum-jónafrumum. Þessi raflausn er venjulega hlaup -líkt efni sem auðveldar hreyfingu litíumjóna á milli rafskautsins (venjulega grafíts) og bakskautsins (oft litíumkóbaltoxíð eða önnur litíummálmaoxíð) meðan á hleðslu- og afhleðsluferli stendur.
Þessi fjölliða-hönnun býður upp á nokkra helstu kosti fyrir UAV forrit:
①Háorkuþéttleiki:LiPo rafhlöður pakka umtalsverðu magni af orku í léttan pakka, sem er aðal þátturinn sem gerir lengri flugtíma.
②Hátt losunarhlutfall:Þeir geta skilað hröðum, öflugum orkubyssum, sem er nauðsynlegt fyrir flugtak, hraðar hreyfingar og burðarburð.
③ Sveigjanlegir formþættir:Ólíkt stífum sívalurum frumum gerir sveigjanleg pokahönnun LiPo rafhlaðna kleift að framleiða þær í ýmsum stærðum og gerðum. Þessi sveigjanleiki er ómetanlegur fyrir drónahönnuði sem þurfa að hámarka þyngdardreifingu og koma rafhlöðum fyrir í þröngum, óhefðbundnum rýmum.
④ Létt smíði:Fjölliða raflausnin og sveigjanleg umbúðir draga verulega úr þyngd samanborið við málm-húðaðar litíum-jónarafhlöður, sem bæta beint þrýstingshlutfall-til-þunga drónans.
Lykilforskriftir og hvernig á að lesa þær
Að velja réttu LiPo rafhlöðuna fyrir tiltekið drónaforrit krefst ítarlegrar skilnings á kjarnaforskriftum hennar. Þessar breytur skilgreina getu og takmarkanir rafhlöðunnar.
Stærð (mAh eða Ah):Mælt í milliampere-klst. eða amper-stundum gefur þetta til kynna heildarorkumagn rafhlöðunnar getur geymt. Hærri getu (td 5000mAh á móti. 1500mAh) þýðir yfirleitt lengri flugtíma. Hins vegar þýðir meiri afkastageta einnig meiri þyngd, sem getur dregið úr snerpu og aukið orkunotkun, sem skapar-viðskipti sem rekstraraðilar verða að halda jafnvægi á.
Spenna (V):Nafnspenna eins LiPo frumu er 3,7V. Þegar hann er fullhlaðin nær hann um 4,2V og ætti ekki að losa hann undir um það bil 3,0V til að koma í veg fyrir skemmdir. Frumur eru tengdar í röð (S) til að auka spennu. Algengar stillingar innihalda:
3S (11.1V):Notað í smærri,-dróna á inngangsstigi.
4S (14.8V):Algengt á meðal-neyslu- og kappakstursdrónum.
6S (22.2V):Staðall fyrir marga atvinnu- og iðnaðardróna.
12S+ (44,4V og hærri):Notað í-afli og þungum-lyftum iðnaðar UAV. Hærri spennukerfi eru skilvirkari, þar sem þau draga minni straum fyrir sama afköst, sem dregur úr hitamyndun.
Losunarhraði (C-einkunn):C-einkunn gefur til kynna hámarks örugga samfellda afhleðslustraum miðað við afkastagetu rafhlöðunnar. Til dæmis, 5000mAh rafhlaða með 50C einkunn getur örugglega gefið samfelldan straum upp á 250A (5Ah * 50C). Hærra C-einkunn er mikilvægt fyrir-afkastamikil dróna sem krefjast hraðrar aflgjafar. Ófullnægjandi C-einkunn getur leitt til spennufalls, óstöðugs flugs og ofhitnunar.
Innri viðnám (IR):Þetta er mælikvarði á viðnám innan rafhlöðunnar. Lægra IR er betra, þar sem það gerir kleift að flytja orku á skilvirkari hátt og minni hitamyndun. Þegar rafhlaða eldist eykst innra viðnám hennar venjulega, sem gefur til kynna tap á afköstum og getu.
LiPoVS. Li-Ion fyrir dróna
Þó að báðar séu litíum-tækni, hafa LiPo og Li-Ion rafhlöður sérstaka eiginleika sem gera þær hentugar fyrir mismunandi forrit. Fyrir flest kraftmikil drónaforrit eru LiPo rafhlöður ákjósanlegur kostur vegna þess að þær bjóða upp á verulega hærra losunarhraða. Þetta veitir þeim hröðu aflsprungum sem þarf til flugtaks, stjórnunar og lyftingar farms. Þó Li-Ion rafhlöður hafi oft meiri sértæka orku (Wh/kg) fyrir lengri endingu í sumum forritum, veita LiPo rafhlöður yfirburða viðbragðshæfni og aflþéttleika sem kraftmikið UAV flug krefst.
