Li-ion baterie pro bezpilotní letouny pro drony s dlouhou výdrží a systémy s pevným křídlem

Proč používat Li-ion baterie pro UAV?

Mnoho misí UAV upřednostňuje provozní dobu, dolet a využitelnou energii mise před opakovanou akcelerací na maximální výkon. Mapovací letadla, inspekční platformy, UAV s pevným křídlem a další vytrvalostně zaměřené systémy proto mohou být vhodnými kandidáty pro napájení lithium-iontovými bateriemi.

Moderní válcové Li-ion články mohou vzhledem k hmotnosti baterie poskytovat značné množství uložené energie. Když letadlo pracuje efektivně, tato energie může podpořit delší cestovní let, vis nebo dobu mise, aniž by baterie byla navržena především s ohledem na extrémní krátkodobou proudovou zatížitelnost spojenou s vysokokapacitními LiPo bloky.

Kompromisem je, že proudová zatížitelnost musí přesně odpovídat danému letadlu. Vzlet, stoupání, vis, korekce proti větru a změny nákladu mohou vytvářet vyšší elektrickou náročnost než běžný cestovní let.

Která použití UAV jsou vhodná pro Li-ion?

Samotný typ UAV neurčuje vhodnost baterie. Skutečné zatížení pohonu, hmotnost letadla a profil mise jsou důležitější než pouhé označení platformy jako mapovací dron, UAV s pevným křídlem nebo inspekční letadlo.

Kapacita baterie UAV: od kompaktních bloků po 19 000 mAh

Kapacita baterie UAV by se měla přizpůsobovat letadlu, nikoli se jednoduše zvyšovat pokaždé, když je požadována delší doba letu. Větší bateriové bloky poskytují více uložené energie, ale zároveň zvyšují hmotnost baterie, takže letadlo musí během celé mise spotřebovávat další energii jen na jejich nesení.

Tyto rozsahy kapacit popisují směřování produktů, nikoli pevná pravidla pro velikost letadla. Baterie by se měla používat pouze tehdy, pokud její napětí, proudová zatížitelnost, rozměry a instalovaná hmotnost odpovídají celému systému UAV.

Lithium-ion baterie pro bezpilotní prostředky s kapacitou 10 000 mAh a 12 700 mAh

Kapacitní třída 10000 mAh a 12700 mAh představuje důležitý kompromis pro UAV zaměřená na delší výdrž. Tyto větší paralelní konfigurace nabízejí podstatně více uložené energie než kompaktní 1P baterie, přičemž zůstávají menší a lehčí než největší systémy 3P.

V rámci platformy CNHL 21700 vychází varianta 10000 mAh z vyváženější platformy článků 50D z hlediska výkonu a energie, zatímco varianta 12700 mAh využívá energeticky zaměřenou architekturu 65E.

Díky tomu představuje varianta 10000 mAh lepší výchozí bod tam, kde mise stále zahrnuje významný provoz při vyšším zatížení, zatímco varianta 12700 mAh je obzvláště zajímavá tam, kde jsou vyšší prioritou maximální uložená energie a efektivní let nebo visení.

Lithium-iontové baterie s kapacitou 15000 mAh a 19000 mAh pro velká UAV

6S lithium-iontové akumulátory s kapacitou 15000 mAh a 19000 mAh představují nejvyšší kapacitní kategorii v aktuální řadě CNHL 21700. Oba používají architekturu 6S3P s osmnácti válcovými články a jsou určeny pro výrazně větší letadla, nikoli pro běžné kompaktní drony.

Platforma 15000 mAh 50D si zachovává vyváženější charakter článku 50D z hlediska výkonu a energie a díky architektuře 3P zároveň nabízí lepší sdílení proudu. Díky tomu je vhodná pro velká UAV a letadla s pevným křídlem, která vyžadují značné množství uložené energie a současně potřebují větší využitelnou výkonovou rezervu.

Platforma 19000 mAh 65E se posouvá ještě více směrem k maximální energii pro misi a výdrži. Nejlépe ji lze chápat jako specializovanou baterii pro velké a efektivní UAV nebo letadla s pevným křídlem, která dokážou smysluplně nést energeticky zaměřený akumulátor s osmnácti články.

Žádnou z těchto baterií nelze považovat za jednoduché zvýšení kapacity pro menší letadlo. Nejprve je třeba vyhodnotit nosnost, celkovou hmotnost, účinnost pohonu, objem baterie a požadovaný proud.

4S lithium-iontové baterie pro UAV

4S lithium-iontová baterie pro UAV může být vhodná pro letadla navržená kolem elektrického systému se čtyřmi články zapojenými do série. Kompaktní 4S akumulátory mohou podpořit letadla citlivá na hmotnost, zatímco větší paralelní konfigurace poskytují více uložené energie pro UAV zaměřená na delší výdrž a pro letadla s pevným křídlem.

V rámci platformy CNHL 21700 sahá kapacita konfigurací 4S od 1P baterií s kapacitou 5000 mAh a 6350 mAh až po 2P konfigurace s kapacitou 10000 mAh a 12700 mAh. 2P baterie jsou obzvláště vhodné tam, kde vyšší energie pro misi a sdílení zátěže mezi paralelními články ospravedlňují použití dalších článků.

Pro uživatele, kteří porovnávají konkrétně platformu 21700, si prohlédněte řadu 4S lithium-iontových baterií 21700.

6S lithium-iontové baterie pro UAV

6S lithium-iontové baterie poskytují v současné platformě CNHL 21700 nejširší rozsah kapacit, od kompaktních baterií 6S1P přes konfigurace 6S2P s prodlouženou vytrvalostí až po velké energetické systémy 6S3P.

Sady 6S2P s kapacitou 10 000 mAh a 12 700 mAh tvoří praktickou střední kategorii pro mapování, inspekce a UAV s pevnými křídly, zatímco sady 6S3P s kapacitou 15 000 mAh a 19 000 mAh směřují k výrazně větším platformám, u nichž jsou celkové watthodiny mise klíčovým konstrukčním požadavkem.

Při návrhu kolem novější platformy s válcovými články porovnejte 6S lithium-iontové baterie 21700 podle kapacity, paralelní konfigurace a konektoru.

1P vs. 2P vs. 3P pro baterie UAV

Paralelní konfigurace ovlivňuje celkovou energii i využitelnou proudovou zatížitelnost celé sady. S přidáváním článků zapojených paralelně lze elektrické zatížení rozdělit mezi více článků, baterie se však zároveň zvětšuje a těžkne.

Počet paralelních článků by proto měl být zvolen jako součást energetického a hmotnostního rozpočtu letounu, nikoli pouze jako způsob maximalizace kapacity.

50D vs. 65E pro použití v UAV

V rámci platformy CNHL 21700 nabízejí rodiny článků 50D a 65E dva odlišné přístupy k návrhu baterií pro UAV.

Směr 65E s vyšší kapacitou není automaticky lepší baterií pro UAV. Letoun s vyššími proudovými nároky může více těžit z rovnováhy výkonu a energie modelu 50D, zatímco vysoce efektivní platforma pro mise může lépe využít dodatečnou energii dostupnou u 65E.

Watthodiny baterií pro UAV vs. mAh

Při plánování baterie pro UAV jsou watthodiny často užitečnější než samotné mAh. Kapacita v mAh popisuje elektrický náboj, zatímco watthodiny zohledňují kapacitu baterie i napětí a vyjadřují jmenovitou uloženou energii.

To je obzvlášť důležité při porovnávání různých hodnot S. Baterie s kapacitou 10000 mAh při jednom napětí neobsahuje stejné množství energie jako baterie s kapacitou 10000 mAh při jiném napětí.

Plánování mise by proto mělo zohledňovat využitelné watthodiny spolu s požadavky na rezervu, skutečným provozním proudem a hmotností hotové baterie.

Proč je Wh/kg důležité pro UAV s dlouhou dobou letu

Wh/kg vyjadřuje nominální energii uloženou v baterii vzhledem k její hmotnosti. Pro návrh UAV může být tento údaj obzvlášť užitečný, protože každý gram baterie musí letoun sám nést.

Baterie s vyšší celkovou hodnotou Wh nemusí prodloužit dobu letu, pokud odpovídající nárůst hmotnosti způsobí příliš velké zvýšení příkonu při visu nebo cestovním letu. Proto může další navyšování kapacity postupně přinášet stále menší užitek.

Užitečné srovnání proto nespočívá jednoduše v tom, která baterie uchovává nejvíce energie, ale která baterie letounu poskytne nejlepší kombinaci energie pro misi, proudové zatížitelnosti a instalované hmotnosti.

Li-ion baterie pro UAV s pevným křídlem

UAV s pevným křídlem patří mezi nejvhodnější aplikace pro Li-ion baterie zaměřené na energetickou kapacitu, protože účinný aerodynamický vztlak může během běžného letu výrazně snížit potřebný výkon ve srovnání s letouny, které se neustále vznášejí.

Díky tomu jsou baterie s vysokou kapacitou obzvlášť zajímavé pro mapování, průzkum a dlouhé autonomní mise. Větší baterie 2P a 3P mohou poskytnout značné množství energie pro misi, pokud má trup dostatek prostoru pro baterii a konstrukce dokáže udržet vhodnou polohu těžiště.

Proud při vzletu, startu a stoupání je stále nutné ověřit, protože tyto části mise s vyšším výkonem mohou baterii zatížit výrazně více než ustálený let s konstantní rychlostí. Širší nabídku pro letouny s pevným křídlem najdete v kategorii Li-ion baterie pro RC letadla a letouny s pevným křídlem.

Li-ion baterie pro vícerotorové UAV

Vícerotorový letoun musí nepřetržitě vytvářet vztlak, takže hmotnost baterie a trvalý proud jsou obzvlášť důležité. Větší Li-ion baterie proto automaticky neposkytne stejný přínos pro dobu letu, jaký může nabídnout u účinného letounu s pevným křídlem.

Při zvažování Li-ion baterie pro vícerotorový UAV porovnejte proud při visu při očekávané celkové hmotnosti, nároky na vzlet a stoupání, rezervu pro vítr, užitečné zatížení a teplotu baterie. Větší baterie 2P a 3P dávají největší smysl, když je letadlo od začátku navrženo s ohledem na dodatečnou energii a hmotnost.

Efektivní filmovací a vytrvalostní vícerotorové drony mohou být vhodnými kandidáty, zatímco vysoce agresivní systémy s vysokým tahem mohou vyžadovat chemii baterie a její konstrukci s vyšší schopností opakovaně dodávat vysoký proud.

Li-ion baterie UAV s konektory XT60 vs. XT90

Bateriové sady CNHL Li-ion jsou dostupné s různými konektory, takže je lze přizpůsobit různým elektrickým systémům UAV. XT60 je běžný u mnoha efektivních dronů a letounů s pevným křídlem, zatímco XT90 se často používá ve větších instalacích UAV.

XT90 by neměl být považován za výkonnější verzi jinak identické Li-ion baterie. Pokud se model článku a konfigurace S/P nezmění, články si zachovávají stejné základní elektrické limity. Konektor vybírejte podle celého napájecího systému UAV.

18650 vs. 21700 pro baterie UAV

Pro použití v UAV jsou 18650 a 21700 technické volby formátu článků, nikoli samostatné kategorie použití. Smysl může dávat kterýkoli z nich, pokud hotová baterie splňuje elektrické, energetické, hmotnostní a rozměrové požadavky letounu.

Menší formát 18650 může být užitečný v kompaktních bateriích s válcovými články. Moderní články 21700 poskytují větší vnitřní objem a mohou nabídnout vyšší kapacitu jednotlivého článku nebo jiný kompromis mezi energetickou kapacitou a proudovou zatížitelností.

Správné srovnání by proto mělo vycházet z watt-hodin hotové baterie, Wh/kg, proudové zatížitelnosti, rozměrů a hmotnosti, nikoli z předpokladu, že jeden válcový formát je pro použití v UAV univerzálně lepší.

Li-ion vs. LiPo pro použití v UAV

Žádná z těchto chemií není univerzálně lepší. Výběr baterie pro UAV by měl vycházet z elektrického zatížení a profilu mise, nikoli z předpokladu, že vytrvalost automaticky vyžaduje Li-ion nebo vysoký výkon automaticky LiPo.

Jak vybrat Li-ion baterii pro UAV

Před výběrem Li-ion baterie pro UAV porovnejte celou misi a požadavky letadla:

• Napětí / počet článků S: ověřte, zda skutečný rozsah provozního napětí odpovídá pohonnému systému.
• Proud při visení nebo letu: určete běžné trvalé elektrické zatížení.
• Požadavky při vzletu a stoupání: zohledněte úseky mise s vyšším proudovým odběrem.
• Užitečné zatížení: požadavky na baterii vypočítejte při zamýšlené provozní hmotnosti, nikoli při hmotnosti prázdného letadla.
• Kapacita a watthodiny: porovnávejte celkovou energii potřebnou pro misi, nikoli pouze mAh.
• Wh/kg: zvažte, kolik energie získáte vzhledem k hmotnosti přepravované baterie.
• 1P, 2P nebo 3P: vyvažte uloženou energii a sdílení zátěže s ohledem na rozměry a hmotnost.
• Rozměry: ověřte, zda se baterie vejde do bateriového prostoru nebo držáku, a ponechte dostatečnou vůli pro kabely a proudění vzduchu.
• Konektor: zvolte XT60, XT90 nebo jiné vhodné připojení pro systém UAV a ověřte polaritu.
• Teplota: udržujte baterii v rámci teplotních limitů stanovených pro hotový akumulátor.
• Rezerva pro misi: při běžném provozu nenavrhujte systém tak, aby spotřeboval celou teoretickou kapacitu baterie.

Kompletní nabídku válcových baterií nad rámec produktů určených pro UAV najdete v řadě Li-ion baterií CNHL. Novější řadu článků tohoto formátu si můžete prohlédnout také v naší nabídce Li-ion baterií 21700.

Nabíjení a bezpečnost Li-ion baterií pro UAV

Používejte nabíječku a režim nabíjení vhodné pro konkrétní Li-ion baterii. Dodržujte maximální nabíjecí napětí a doporučený nabíjecí proud uvedené pro hotový akumulátor, místo abyste předpokládali, že všechny lithiové baterie používají stejné nastavení.

Monitorování baterie a strategie při nízkém napětí by měly odpovídat skutečnému Li-ion systému. Automaticky nepřebírejte varovné nebo odpojovací limity vyvinuté pro jinou chemii baterií, aniž byste ověřili, že jsou vhodné pro vybraný akumulátor.

Před nabíjením nebo použitím zkontrolujte akumulátor, kabeláž, upevnění a konektor. Nepoužívejte baterii, která je poškozená, nadměrně horká nebo vykazuje elektrické abnormality, a nikdy nepřekračujte limity napětí, proudu ani teploty stanovené pro hotový akumulátor.

Časté dotazy: Li-ion baterie pro UAV

Jsou Li-ion baterie vhodné pro UAV?

Mohou být vynikající volbou pro UAV zaměřené na dlouhou vytrvalost, kde je důležité množství uložené energie a délka mise. Baterie však stále musí poskytovat dostatečný proud pro běžný provoz, vzlet, stoupání a změny užitečného zatížení nebo podmínek větru.

Pro jaké aplikace UAV jsou baterie Li-ion nejvhodnější?

Mapování, geodetické zaměřování, inspekce, letecké snímkování a efektivní mise s letadly s pevným křídlem jsou oblasti, pro které se Li-ion hodí obzvlášť dobře. Vytrvalostní platformy s více rotory mohou také těžit z jejich použití, pokud zůstane vhodný proud při visu a hmotnost baterie.

Jakou kapacitu baterie UAV potřebuje?

Neexistuje univerzální požadavek na kapacitu. Baterii vybírejte podle energetické náročnosti mise ve watthodinách, provozního proudu, užitečného zatížení, účinnosti letadla, hmotnosti baterie a požadované rezervy, nikoli podle nejvyššího dostupného počtu mAh.

Je pro UAV lepší kapacita 10000 mAh, nebo 12700 mAh?

Ani jedna není univerzálně lepší. V rámci platformy CNHL 21700 nabízí varianta 10000 mAh 50D vyváženější poměr výkonu a energie, zatímco varianta 12700 mAh 65E klade větší důraz na maximální množství uložené energie. Správná volba závisí na požadovaném proudu a efektivitě mise.

K čemu jsou určeny Li-ion baterie s kapacitou 15000 mAh a 19000 mAh?

Jde o velké bateriové konfigurace 6S3P určené pro letadla a systémy UAV s vysokými požadavky na vytrvalost. Jejich architektura s osmnácti články vytváří značné množství uložené energie, ale také značnou hmotnost sady, takže letadlo musí být navrženo tak, aby je dokázalo efektivně unést.

Je 21700 pro baterie UAV lepší než 18650?

Ne automaticky. Jde o volbu formátu článků. Porovnávejte skutečnou kapacitu baterie ve watthodinách, hmotnost, proudovou zatížitelnost, rozměry a poměr energie k hmotnosti, místo abyste vybírali pouze podle formátu článků.

Je XT90 pro baterii UAV lepší než XT60?

Ne automaticky. XT90 je běžný u větších systémů UAV, zatímco XT60 se široce používá u mnoha účinných dronů a letadel s pevným křídlem. Volte podle elektrického systému a požadovaného proudu; změna konektoru nezvýší schopnosti článků uvnitř baterie.

Poskytne baterie UAV s vyšší kapacitou vždy delší dobu letu?

Ne. Vyšší kapacita zvyšuje množství energie, ale také hmotnost baterie. Doba letu nebo mise se prodlouží pouze tehdy, když letadlo dokáže dodatečnou baterii dostatečně efektivně unést, aby dodatečně uložená energie převážila zvýšenou spotřebu energie.

Může baterie Li-ion pro UAV nahradit baterii LiPo?

Nepředpokládejte přímou zaměnitelnost pouze na základě napětí, počtu článků S nebo konektoru. Před změnou chemického složení baterie porovnejte skutečný rozsah napětí, trvalý a špičkový odběr proudu, hmotnost baterie, rozměry, požadavky na nabíjení, chování při nízkém napětí a tepelné limity.