Como a bateria do drone afeta o desempenho do UAV/Drone?

Com a aplicação generalizada dedronesNa fotografia aérea, proteção de culturas, logística, inspeções de linha de energia e outros campos, seus recursos de desempenho estão recebendo atenção crescente. Como o “coração energético” do drone, a bateria não serve apenas como sua fonte de energia, mas também determina diretamente a duração do voo, a estabilidade, a capacidade de carga útil e a segurança operacional, tornando -o um fator crítico que influencia o desempenho geral do drone.

Resistência: o "jogo do tempo" entre a capacidade da bateria e a densidade de energia

A resistência de um drone é determinada principalmente pela capacidade da bateria (medida no MAH) e pela densidade de energia (medida em WH/kg). Os drones atuais de nível de consumo normalmente usam baterias de lítio com capacidades que variam de 2000 a 5000 mAh e densidades de energia em torno de 150-200 WH/kg, resultando em tempos de voo geralmente entre 20 e 30 minutos.

Os drones de nível industrial, no entanto, empregam baterias de alta capacidade e alta densidade de densidade para atender às exigências operacionais prolongadas que algumas baterias de lítio atingem densidades de energia que excedam 250 wh/kg. Combinado com sistemas otimizados de gerenciamento de bateria (BMS), a resistência ao vôo pode superar uma hora.

Maior capacidade nem sempre é melhor; O consumo de peso e energia deve ser equilibrado.

O aumento da capacidade cegamente da bateria para exceder os limites de peso pode intensificar a carga do motor, reduzindo potencialmente a resistência.

A operação estável de motores de drones e sistemas de controle de vôo depende da saída de tensão consistente. Quando a capacidade da bateria cai abaixo de 20%, o desempenho ruim da descarga pode causar um rápido colapso da tensão. Isso leva a velocidades instáveis ​​do motor, resultando em batidos corporais, atrasos de controle, perda de altitude e em casos graves, perda de controle.

Muitos drones apresentam motores e controladores de velocidade eletrônica (ESCs) otimizados para níveis mais altos de tensão. Esses componentes são projetados para melhor utilizar a energia disponível, aumentando a eficiência energética. Ao reduzir o desperdício de energia e otimizar o uso de energia, as baterias de alta tensão podem ajudar indiretamente a aumentar o tempo de voo, especialmente quando combinadas com sistemas avançados de gerenciamento de energia.

Tanto a tensão quanto a capacidade desempenham funções cruciais no desempenho da bateria do drone, mas afetam o desempenho da bateria de maneira diferente.

A tensão determina a saída de energia, influenciando a velocidade e o desempenho do drone. A capacidade, por outro lado, determina quanto tempo esse poder pode ser sustentado. Simplificando, a tensão rege a taxa na qual a energia é consumida, enquanto a capacidade determina quanto tempo o drone pode operar nessa taxa. Acorre o equilíbrio certo entre tensão e capacidade é essencial para otimizar o desempenho do drone para requisitos específicos. A capacidade excessiva com tensão insuficiente leva ao desempenho diminuído, enquanto a tensão excessivamente alta com capacidade inadequada causa mais rápido depleção de energia.

A atividade da bateria diminui em ambientes de baixa temperatura, causando flutuações de saída de tensão. A -10 ° C no inverno, as baterias padrão de lítio podem sofrer uma queda de tensão de 15% a 20%, que pode ser atenuada através do pré-aquecimento ou uso de baterias de clima frio.

Capacidade de carga útil: equilibrando a densidade e peso de energia

DroneCapacidade de carga útil = peso máximo de decolagem - peso da estrutura - peso da bateria

Em um peso máximo fixo de decolagem, maior densidade de energia da bateria significa peso mais leve para a mesma capacidade de energia, liberando mais espaço para carga útil.

Vida e segurança: impactando os custos operacionais e riscos operacionais

Além do desempenho, a vida útil e a segurança de uma bateria influenciam diretamente os custos operacionais do usuário e a segurança da missão. As baterias de drones com nível de consumo geralmente oferecem 300 a 500 ciclos, enquanto as baterias de lítio de potência de nível industrial ou as baterias de íon de lítio de estado sólido/semi-sólido podem atingir 800-1200 ciclos.

Conclusão:

Os usuários dos consumidores devem selecionar baterias com base em cenários de aplicação: baterias leves e de alta densidade de energia para fotografia aérea; Baterias de capacidade padrão para voos de curto alcance. Os usuários industriais devem adaptar as soluções de bateria de energia com base na duração operacional e nos requisitos de carga útil.

Com os avanços contínuos na tecnologia de bateria, novas baterias como estado sólido e baterias de íons de sódio entraram nas fases de teste de drones. Esse avanço promete durações de voos superiores a 2 horas e um aumento de 30% na capacidade de carga útil, expandindo ainda mais os limites do aplicativo dos drones.