Li-ion-batterier til UAV'er til langvarige droner og fastvingesystemer

Hvorfor bruge Li-ion-batterier til UAV'er?

Mange UAV-missioner prioriterer driftstid, rækkevidde og anvendelig missionsenergi frem for gentagen acceleration ved maksimal effekt. Kortlægningsfly, inspektionsplatforme, fastvingede UAV'er og andre udholdenhedsfokuserede systemer kan derfor være gode kandidater til strømforsyning med lithium-ion-batterier.

Moderne cylindriske Li-ion-celler kan levere betydelig lagret energi i forhold til batteriets vægt. Når flyet arbejder effektivt, kan denne energi understøtte længere cruise, hover eller missionstid uden primært at designe batteriet til den ekstreme burst-strømkapacitet, der forbindes med LiPo-pakker med høj C-værdi.

Kompromiset er, at strømkapaciteten skal afstemmes omhyggeligt med flyet. Start, stigning, hover, vindkorrektion og ændringer i nyttelasten kan alle skabe et højere elektrisk behov end under normale cruise-forhold.

Hvilke UAV-anvendelser er gode kandidater til Li-ion?

UAV-typen alene afgør ikke, om et batteri er egnet. Den faktiske fremdriftsbelastning, flyets vægt og missionsprofilen er vigtigere end blot at identificere en platform som en kortlægningsdrone, en fastvinget UAV eller et inspektionsfly.

UAV-batterikapacitet: Fra kompakte batteripakker til 19000 mAh

UAV-batteriets kapacitet bør skaleres efter flyet i stedet for blot at øges, når der ønskes længere flyvetid. Større batteripakker giver mere lagret energi, men øger også batteriets vægt, hvilket kræver, at flyet bruger ekstra energi under hele missionen blot på at bære dem.

Disse kapacitetsintervaller beskriver produktretningen frem for faste regler for flystørrelse. Et batteri bør kun bruges, når dets spænding, strømkapacitet, mål og installerede vægt passer til det komplette UAV-system.

10000 mAh- og 12700 mAh Li-ion UAV-batterier

Kapacitetsklassen 10000 mAh og 12700 mAh udgør et vigtigt mellemtrin til UAV-anvendelser med lang udholdenhed. Disse større parallelle konfigurationer tilbyder væsentligt mere lagret energi end kompakte 1P-batterier, samtidig med at de forbliver under størrelsen og massen for de største 3P-systemer.

På CNHL's 21700-platform er 10000 mAh-retningen baseret på den mere effekt- og energibalancerede 50D-celleplatform, mens 12700 mAh-retningen anvender den mere energifokuserede 65E-arkitektur.

Det gør 10000 mAh-retningen til et stærkere udgangspunkt, når missionen stadig indebærer betydelig drift ved højere belastning, mens 12700 mAh-retningen bliver særligt interessant, når maksimal lagret energi og effektiv marchflyvning eller svævning har højere prioritet.

15000 mAh- og 19000 mAh Li-ion-batterier til store UAV'er

15000 mAh- og 19000 mAh 6S Li-ion-pakkerne repræsenterer det største kapacitetstrin i det nuværende CNHL 21700-sortiment. Begge anvender 6S3P-arkitekturer med atten cylindriske celler og er beregnet til betydeligt større luftfartøjer frem for almindelige kompakte droner.

15000 mAh 50D-platformen bevarer 50D-cellens stærke balance mellem effekt og energi, samtidig med at den opnår yderligere strømfordeling gennem sin 3P-arkitektur. Det gør den relevant til store UAV- og fastvingede anvendelser, der kræver betydelig lagret energi, samtidig med at der bevares større brugbar effektreserve.

19000 mAh 65E-platformen bevæger sig yderligere i retning af maksimal missionsenergi og udholdenhed. Den bør bedst betragtes som et specialiseret batteri til store, effektive UAV- eller fastvingede systemer, hvor luftfartøjet produktivt kan medføre en energifokuseret pakke med atten celler.

Ingen af batterierne bør betragtes som en simpel kapacitetsopgradering til et mindre luftfartøj. Nyttelastkapacitet, totalvægt, fremdriftseffektivitet, batterivolumen og strømbehov bør alle evalueres først.

4S Li-ion-batterier til UAV'er

Et 4S Li-ion-UAV-batteri kan være velegnet til luftfartøjer, der er designet omkring et elektrisk system med fire celler i serie. Kompakte 4S-pakker kan understøtte vægtfølsomme luftfartøjer, mens større parallelle konfigurationer giver mere lagret energi til udholdenhedsorienterede UAV'er og fastvingede platforme.

På CNHL's 21700-platform spænder 4S-kapaciteten fra 5000 mAh- og 6350 mAh 1P-batterier til 10000 mAh- og 12700 mAh 2P-konfigurationer. 2P-batterierne er især relevante, når større missionsenergi og parallel belastningsfordeling retfærdiggør de ekstra celler.

For brugere, der specifikt sammenligner 21700-platformen, kan du se 4S 21700 Li-ion-batteriområdet.

6S Li-ion-batterier til UAV'er

6S Li-ion-batterier tilbyder det bredeste kapacitetsområde på den nuværende CNHL 21700-platform, fra kompakte 6S1P-batterier over 6S2P-konfigurationer til forlænget flyvetid til store 6S3P-energisystemer.

6S2P-pakkerne på 10000mAh og 12700mAh udgør et praktisk mellemsegment til kortlægning, inspektion og fastvingede UAV-anvendelser, mens 6S3P-pakkerne på 15000mAh og 19000mAh er målrettet betydeligt større platforme, hvor de samlede watttimer for missionen bliver et centralt designkrav.

Sammenlign 6S 21700 Li-ion-batterier efter kapacitet, parallelkonfiguration og stik, når du designer med den nyere platform med cylindriske celler.

1P kontra 2P kontra 3P til UAV-batterier

Parallelkonfigurationen påvirker både den samlede energi og den anvendelige strømkapacitet på pakkeniveau. Når flere celler forbindes parallelt, kan den elektriske belastning fordeles mellem flere celler, men batteriet bliver også større og tungere.

Antallet af parallelle celler bør derfor vælges som en del af luftfartøjets energi- og vægtbudget frem for blot at blive betragtet som en måde at maksimere kapaciteten på.

50D kontra 65E til UAV-anvendelser

Inden for CNHL's 21700-platform tilbyder 50D- og 65E-cellefamilierne to forskellige tilgange til design af UAV-batterier.

Den højere kapacitet i 65E gør det ikke automatisk til det bedre UAV-batteri. Et luftfartøj med større strømbehov kan få mere ud af 50D's balance mellem effekt og energi, mens en meget effektiv missionsplatform kan udnytte den ekstra energi fra 65E bedre.

UAV-batteriers watttimer kontra mAh

Til planlægning af UAV-batterier er watttimer ofte mere nyttige end mAh alene. Kapacitet i mAh beskriver ladning, mens watttimer tager højde for både batterikapacitet og spænding for at beskrive den nominelt lagrede energi.

Dette bliver særligt vigtigt ved sammenligning af forskellige S-antal. Et 10000mAh-batteri ved én spænding indeholder ikke den samme energimængde som et 10000mAh-batteri ved en anden spænding.

Missionsplanlægningen bør derfor tage højde for brugbare watt-timer sammen med reservekrav, den faktiske driftsstrøm og vægten af det færdige batteri.

Hvorfor Wh/kg er vigtigt for UAV'er med lang flyvetid

Wh/kg beskriver den nominelle lagrede batterienergi i forhold til batterimassen. Det kan være særligt nyttigt ved UAV-design, fordi hvert gram batteri i sig selv skal bæres af luftfartøjet.

Et batteri med et højere samlet Wh-tal forbedrer muligvis ikke flyvetiden, hvis den tilsvarende vægtstigning får hover- eller marchfartseffekten til at stige for meget. Derfor kan øget kapacitet på et tidspunkt give et aftagende udbytte.

Den nyttige sammenligning handler derfor ikke blot om, hvilket batteri der lagrer mest energi, men om hvilket batteri der giver luftfartøjet den bedste kombination af missionsenergi, strømkapacitet og installeret masse.

Li-ion-batterier til fastvingede UAV'er

Fastvingede UAV'er er blandt de stærkeste anvendelser for energifokuserede Li-ion-batterier, fordi effektiv aerodynamisk opdrift kan reducere den nødvendige effekt under normal marchfart betydeligt sammenlignet med luftfartøjer, der konstant svæver.

Det gør batteripakker med høj kapacitet særligt interessante til kortlægning, opmåling og langvarige autonome missioner. Større 2P- og 3P-batterier kan levere betydelig missionsenergi, når skroget har tilstrækkelig plads til batteriet, og luftfartøjet kan opretholde et passende tyngdepunkt.

Strømforbruget ved start, opsendelse og stigning skal stadig kontrolleres, fordi disse dele af missionen med højere effekt kan belaste batteriet langt over det konstante strømforbrug under marchfart. For det bredere udvalg af fastvingede anvendelser kan du se Li-ion-batterier til RC-fly og fastvingede luftfartøjer.

Li-ion-batterier til multirotor-UAV'er

En multirotor skal kontinuerligt generere løft, hvilket gør batterimasse og vedvarende strømforbrug særligt vigtigt. Derfor giver et større Li-ion-batteri ikke automatisk den samme fordel i flyvetid, som det kan give i et effektivt fastvinget fly.

Når du vurderer Li-ion til en multirotor-UAV, skal du sammenligne hoverstrøm ved den forventede samlede flyvevægt, kravene ved start og stigning, vindmargin, nyttelast samt batteritemperatur. Større 2P- og 3P-pakker giver mest mening, når luftfartøjet specifikt er designet til den ekstra energi og masse.

Effektive cinematic- og langtidsholdbare multirotorer kan være velegnede kandidater, mens meget aggressive systemer eller systemer med høj trækkraft kan kræve en batterikemi og et batteripakkedesign med større kapacitet til gentagne høje strømstyrker.

XT60 vs. XT90 Li-ion-UAV-batterier

CNHL Li-ion-batteripakker fås med forskellige stik, så de kan passe til forskellige elektriske UAV-systemer. XT60 er almindeligt i mange effektive droner og fastvingede systemer, mens XT90 ofte bruges i større UAV-installationer.

XT90 bør ikke betragtes som en version med højere ydeevne af et ellers identisk Li-ion-batteri. Når cellemodel og S/P-konfiguration er uændrede, bevarer cellerne de samme grundlæggende elektriske grænser. Vælg stikket ud fra det komplette UAV-strømsystem.

18650 vs. 21700 til UAV-batterier

Til UAV-anvendelser er 18650 og 21700 tekniske celleformatvalg snarere end separate anvendelseskategorier. Begge kan være relevante, når det færdige batteri opfylder luftfartøjets elektriske krav samt krav til energi, vægt og dimensioner.

Det mindre 18650-format kan være nyttigt i kompakte batteridesigns med cylindriske celler. Moderne 21700-celler har større indvendigt volumen og kan tilbyde større kapacitet pr. celle eller en anden balance mellem energi og strømkapacitet.

Den korrekte sammenligning bør derfor baseres på den færdige batteripakkes watt-timer, Wh/kg, strømkapacitet, dimensioner og vægt i stedet for at antage, at ét cylindrisk format altid er bedre til UAV-brug.

Li-ion vs. LiPo til UAV-anvendelser

Ingen af de to kemier er universelt bedre. Valget af UAV-batteri bør afspejle den elektriske belastning og missionsprofilen i stedet for at antage, at lang flyvetid automatisk kræver Li-ion, eller at høj effekt automatisk kræver LiPo.

Sådan vælger du et Li-ion-batteri til en UAV

Før du vælger et Li-ion-batteri til en UAV, skal du sammenligne de samlede krav til missionen og luftfartøjet:

• Spænding / antal S: bekræft, at det faktiske driftsspændingsområde passer til fremdriftssystemet.
• Strøm ved svævning eller march: fastslå den normale vedvarende elektriske belastning.
• Start- og stigeeffekt: tag højde for de dele af missionen, der kræver højere strøm.
• Nyttelast: beregn batterikravene ud fra den tilsigtede driftsvægt i stedet for den tomme flyvægt.
• Kapacitet og watt-timer: sammenlign den samlede missionsenergi i stedet for kun mAh.
• Wh/kg: overvej, hvor meget energi der opnås i forhold til den medførte batterimasse.
• 1P, 2P eller 3P: afvej lagret energi og belastningsfordeling mod størrelse og vægt.
• Mål: kontrollér, at batteriet passer i batterirummet eller monteringen, og sørg for tilstrækkelig plads til ledninger og luftcirkulation.
• Stik: tilpas XT60, XT90 eller en anden passende forbindelse til UAV-systemet, og kontrollér polariteten.
• Temperatur: hold batteriet inden for den færdige batteripakkes angivne temperaturgrænser.
• Missionreserve: planlæg ikke ud fra at bruge hele den teoretiske batterikapacitet under normal drift.

For at se hele udvalget af cylindriske batteriplatforme ud over de UAV-specifikke produkter kan du gennemse CNHL's udvalg af Li-ion-batterier. Den nyere celleformatfamilie kan også udforskes via vores 21700 Li-ion-batterier.

Opladning og sikkerhed for Li-ion-batterier til UAV'er

Brug en oplader og opladningstilstand, der passer til det præcise Li-ion-batteri. Følg den maksimale ladespænding og den anbefalede ladestrøm, der er angivet for den færdige batteripakke, i stedet for at antage, at alle litiumbatterier bruger identiske indstillinger.

Batteriovervågning og strategien for lav spænding bør også tilpasses det faktiske Li-ion-system. Genbrug ikke automatisk advarsels- eller afbrydelsesantagelser, der er udviklet til en anden batterikemi, uden at bekræfte, at de passer til den valgte batteripakke.

Efterse batteripakken, ledningerne, monteringen og stikket før opladning eller brug. Brug ikke et batteri, der er beskadiget, meget varmt eller elektrisk unormalt, og overskrid aldrig de spændings-, strøm- eller temperaturgrænser, der er angivet for det færdige batteri.

FAQ: Li-ion-batterier til UAV'er

Er Li-ion-batterier gode til UAV'er?

De kan være et fremragende valg til UAV'er med fokus på lang udholdenhed, hvor lagret energi og missionens varighed er vigtige. Batteriet skal stadig levere tilstrækkelig strøm til normal drift, start, opstigning og ændringer i nyttelast eller vindforhold.

Hvilke UAV-anvendelser egner sig bedst til Li-ion-batterier?

Kortlægning, opmåling, inspektion, luftfotografering og effektive fastvingede missioner er velegnede anvendelsesområder for Li-ion. Multirotor-platforme med fokus på lang flyvetid kan også drage fordel af dem, når strømforbruget ved svævning og batteriets vægt forbliver passende.

Hvor stor batterikapacitet har en UAV brug for?

Der findes ikke et universelt kapacitetskrav. Vælg et batteri ud fra missionens watt-timer, driftsstrøm, nyttelast, luftfartøjets effektivitet, batteriets vægt og den krævede reserve i stedet for at vælge det største tilgængelige mAh-tal.

Er 10000 mAh eller 12700 mAh bedst til en UAV?

Ingen af dem er universelt bedre. Inden for CNHL's 21700-platform tilbyder 10000 mAh 50D-retningen en mere afbalanceret kombination af effekt og energi, mens 12700 mAh 65E-retningen lægger større vægt på maksimal lagret energi. Det korrekte valg afhænger af strømbehovet og missionens effektivitet.

Hvad er Li-ion-batterier på 15000 mAh og 19000 mAh beregnet til?

Dette er store 6S3P-batterikonfigurationer, der er beregnet til luftfartøjer og UAV-systemer med stort fokus på lang udholdenhed. Deres opbygning med atten celler giver betydelig lagret energi, men også betydelig batterimasse, så luftfartøjet skal være designet til at medføre dem effektivt.

Er 21700 bedre end 18650 til UAV-batterier?

Ikke automatisk. Det er valg af celleformat. Sammenlign det faktiske batteris watt-timer, vægt, strømbæreevne, dimensioner og energi-vægt-forhold i stedet for udelukkende at vælge ud fra celleformatet.

Er XT90 bedre end XT60 til et UAV-batteri?

Ikke automatisk. XT90 er almindeligt på større UAV-systemer, mens XT60 bruges bredt på mange effektive droner og fastvingede luftfartøjer. Vælg ud fra det elektriske system og strømkravet; udskiftning af stikket øger ikke cellernes kapacitet inde i batteriet.

Giver et UAV-batteri med højere kapacitet altid længere flyvetid?

Nej. Højere kapacitet tilfører energi, men øger også batteriets masse. Flyve- eller missionstiden forbedres kun, når luftfartøjet kan medføre det ekstra batteri effektivt nok til, at den yderligere lagrede energi opvejer det øgede strømbehov.

Kan et Li-ion-UAV-batteri erstatte et LiPo-batteri?

Antag ikke direkte udskiftelighed ud fra spænding, antal S eller stik alene. Sammenlign det faktiske spændingsområde, det vedvarende og maksimale strømforbrug, batteriets vægt, dimensioner, opladningskrav, adfærd ved lav spænding og termiske grænser, før du skifter batterikemi.