حلول بطاريات الطائرات بدون طيار والطائرات بدون طيار

بالنسبة لمنصات الطائرات بدون طيار، لا يعد اختيار البطارية قرارًا يتعلق بالسعة فقط. يجب أخذ جهد الطائرة ووزن الإقلاع والحمولة والمحرك ومتطلبات ESC ووقت الرحلة المطلوب وتيار التفريغ وكتلة العبوة معًا في الاعتبار. تقوم HSS Energy بتطوير تكوينات بطاريات LiPo وLi-ion وبطاريات الطائرات بدون طيار شبه الصلبة عالية الطاقة لطائرات FPV ورسم الخرائط والتفتيش والطائرات الزراعية وغيرها من الطائرات الصناعية.

منصة الطائرات بدون طيار المرجعية لتقييم تكامل البطارية

1. ابدأ بالطائرة، وليس بسعة البطارية

لا توفر البطارية الأكبر حجمًا تلقائيًا وقت طيران أطول نسبيًا. كما تضيف الطاقة المخزنة الإضافية كتلة، مما يزيد من الطلب على طاقة الطائرة ويمكن أن يقلل من الحمولة المتاحة. وبالتالي فإن الهدف هو تحقيق توازن عملي بين الطاقة ووزن العبوة والقدرة الحالية المستمرة ومتطلبات مهمة الطائرة.

· منصات FPV والمنصات السينمائية: نسبة القوة إلى الوزن، والأبعاد المدمجة، وقدرة التفريغ القصوى.

· رسم خرائط للطائرات بدون طيار وفحصها: القدرة على التحمل والإنتاج المستقر وأداء المهام المتكرر وهامش الحمولة.

· الطائرات بدون طيار الزراعية وذات الحمولة الثقيلة: طاقة مركبة أعلى وقدرة تيار مستدامة وهامش حراري.

· الطائرات بدون طيار الصناعية المخصصة: يعتمد التكوين على الجهد الفعلي للطائرة وطلب المحرك/ESC والحمولة ومظروف التثبيت.

2. شجرة قرار الاختيار السريع

3. مصفوفة اختيار بطارية الطائرات بدون طيار 6S

توضح التكوينات المرجعية التالية سبب عدم كفاية Ah وحدها لاختيار الطائرات بدون طيار. تتحرك السعة والطاقة المركبة وكتلة العبوة والقدرة الحالية معًا ويجب أن تتوافق مع مهمة الطائرة.

ملاحظة الاختيار: يحمل تكوين 6S40Ah أعلى طاقة مثبتة في هذه المجموعة المرجعية، في حين أن تكوين 6S30Ah لديه أعلى تيار مستمر مدرج. يجب أن يتبع الاختيار النهائي متطلبات طاقة الطائرة وميزانية الوزن بدلاً من تصنيف السعة وحده.

4. منصات الخلايا ذات الكثافة العالية للطاقة

يمكن لخلايا الأكياس عالية الطاقة أن تزيد الطاقة المثبتة دون زيادة كتلة العبوة بنفس معدل التكوينات التقليدية. يعد هذا مفيدًا بشكل خاص عندما تتنافس القدرة على التحمل والحمولة على نفس ميزانية وزن الإقلاع.

يتم تحديد منصة خلية بوليمر ليثيوم أيون قابلة لإعادة الشحن بقدرة 41 أمبير في الساعة بجهد اسمي 3.5 فولت، وسعة نموذجية تبلغ 41.0 أمبير في الساعة، ومتوسط ​​وزن يبلغ حوالي 367 جرامًا، ومتوسط ​​كثافة طاقة على مستوى الخلية 413 وات/كجم. تسرد نفس المواصفات الحد الأقصى لتفريغ النبض المستمر 3C عند >=15% SOC والحد الأقصى لتفريغ النبض 5C/10s عند >=40% SOC.

كثافة الطاقة على مستوى الخلية وكثافة الطاقة في العبوة النهائية غير قابلة للتبادل. تعتمد النتائج على مستوى الحزمة على اختيار الخلايا والتوصيل البيني والأسلاك والهيكل الميكانيكي والحماية والعزل ومتطلبات التكامل الأخرى.

5. الوزن وزمن الرحلة والحمولة

تعد هندسة بطاريات الطائرات بدون طيار بمثابة مقايضة بين ثلاثة متغيرات مرتبطة: الطاقة المثبتة وكتلة البطارية والحمولة المتاحة. قد تؤدي زيادة القدرة إلى زيادة القدرة على التحمل، ولكن الكتلة المضافة تزيد أيضًا من الطلب على الدفع. ولهذا السبب، تقوم شركة HSS Energy بتقييم المتطلبات الكاملة للطائرة قبل التوصية بأي حزمة.

6. يجب أن تتطابق قدرة التفريغ مع ملف تعريف الرحلة

يدعم التيار المستمر التشغيل العادي للمهمة مثل الرحلات البحرية والتحويم وعمل الحمولة الصافية المستدامة. يغطي تيار الذروة الأحداث قصيرة الأمد مثل الإقلاع أو التسلق السريع أو التسارع أو الحمل الثقيل العابر. إن العلامة ذات المعدل C المرتفع وحدها ليست كافية؛ يجب تقييم البطارية وفقًا للطلب الحالي للطائرة وظروف التشغيل.

بالنسبة لمواصفات خلية 41 أمبير المتوفرة لهذا الحل، تتضمن حدود التشغيل المحددة الشحن المعتمد على درجة الحرارة، وتشغيل التفريغ من -20 درجة مئوية إلى 55 درجة مئوية، وشروط SOC المحددة للتفريغ المستمر والنبضي. يجب أن يتم تطبيق هذه الحدود في تصميم الحزمة ونظام إدارة المباني بدلاً من التعامل معها على أنها قدرة خلية عامة.

7. بنية البطارية حسب التطبيق

8. هندسة بطاريات الطائرات بدون طيار المخصصة

يتم تكوين البطارية حول الطائرة بدلاً من إجبار الطائرة على تركيب حزمة قياسية. يمكن أن يغطي تطوير OEM/ODM ما يلي:

· الكيمياء: LiPo أو Li-ion أو منصة شبه صلبة وفقًا للمشروع.

· منصة الجهد: 3S، 6S، 8S، 12S، 14S والتكوينات المخصصة.

· السعة والطاقة ووزن الحزمة المستهدف.

· متطلبات التفريغ المستمر والذروي.

· أبعاد العبوة ومظروف تركيب الطائرة.

· اختيار كابل الطاقة الرئيسي وسلك التوازن والموصل مثل XT60 أو XT90 حيثما أمكن.

· الهيكل الميكانيكي، والعزل، ووضع العلامات، وإنشاء العبوات الخاصة بالمشروع.

· BMS أو استراتيجية الحماية حيثما تتطلب ذلك بنية البطارية وتطبيقها.

9. من المتطلبات إلى تأكيد اختبار الطيران

10. الضوابط الهندسية للخلية والتغليف

تتطلب مواصفات الخلية 41 أمبير المتوفرة تكاملًا متحكمًا في الحزمة بدلاً من الاتصال المتسلسل البسيط. ويدعو إلى مراقبة وحماية BMS، واستشعار درجة الحرارة، والنظر في تبديد الحرارة والتحكم الميكانيكي للخلايا. تحدد المواصفات أيضًا عتبات الحماية للشحن الزائد، والإفراط في التفريغ، والتيار الزائد، والدائرة القصيرة، وظروف درجة الحرارة الزائدة.

بالنسبة لبناء الوحدة النمطية، توصي وثيقة الخلية بالضغط المسبق المتحكم فيه ومساحة التوسيع المحجوزة وحتى القوة عبر سطح ملامسة الخلية. يتم أخذ هذه المتطلبات في الاعتبار أثناء التصميم الميكانيكي عندما تتطلبها منصة الخلية المحددة.

11. منصات البطارية المرجعية

12. ما نحتاجه لمطابقة البطارية

· نوع الطائرة والتطبيق

· جهد البطارية المطلوب أو عدد S

· معلومات المحرك وESC

· سعة البطارية الحالية وأبعادها ووزنها

· التيار العادي والتيار الذروة إذا كان متاحًا

· الحمولة والحد الأقصى لوزن الإقلاع

· وقت الرحلة المستهدف وملف تعريف المهمة

· متطلبات الموصل والكابلات

· العينة المقدرة وكمية الإنتاج

13. إخلاء المسؤولية عن المعلمات

مواصفات البطارية والتكوينات المرجعية الموضحة في هذا الحل مخصصة للاختيار الأولي والمناقشة الهندسية. قد يختلف الجهد النهائي والسعة والطاقة والوزن والأبعاد وقدرة التفريغ وكثافة الطاقة ومنصة الخلية والموصل وغيرها من المعالم وفقًا لمتطلبات الطائرة وظروف التشغيل وتطوير المنتج. لا يجب تفسير كثافة الطاقة على مستوى الخلية على أنها كثافة طاقة جاهزة. تخضع المواصفات النهائية لورقة البيانات المؤكدة أو الموافقة على العينة أو الاتفاقية الفنية أو PI أو العقد.

الحصول على تكوين البطارية

أرسل البيانات الكهربائية للطائرة، ومعلومات البطارية الحالية، والحمولة، ووقت الرحلة المستهدف، وحدود التثبيت. يمكن لشركة HSS Energy إعداد مقترح بطارية لتقييم النموذج الأولي وتأكيد اختبار الطيران.