Li-ion UAV-accu's voor drones en fixed-wing-systemen met lange vliegtijd

Waarom Li-ion-accu’s voor UAV’s gebruiken?

Veel UAV-missies geven de voorkeur aan bedrijfstijd, bereik en bruikbare missie-energie boven herhaalde acceleratie met maximaal vermogen. Mappingvliegtuigen, inspectieplatforms, fixedwing-UAV’s en andere op lange vliegtijd gerichte systemen kunnen daarom goede kandidaten zijn voor Li-ion-accuvoeding.

Moderne cilindrische Li-ion-cellen kunnen in verhouding tot de accummassa veel opgeslagen energie leveren. Wanneer het luchtvaartuig efficiënt werkt, kan die energie een langere kruisvlucht, langere hoverduur of langere missieduur ondersteunen, zonder dat de accu primair hoeft te worden ontworpen rond de extreme piekstroomcapaciteit die kenmerkend is voor LiPo-pakketten met een hoge C-waarde.

De afweging is dat de stroomcapaciteit zorgvuldig moet worden afgestemd op het luchtvaartuig. Opstijgen, klimmen, hoveren, windcorrecties en veranderingen in de payload kunnen allemaal een hogere elektrische vraag veroorzaken dan tijdens normale kruisvlucht.

Welke UAV-toepassingen zijn goede kandidaten voor Li-ion?

Het type UAV bepaalt op zichzelf niet of een accu geschikt is. De werkelijke voortstuwingsbelasting, het gewicht van het luchtvaartuig en het missieprofiel zijn belangrijker dan het simpelweg aanmerken van een platform als mappingdrone, fixedwing-UAV of inspectieluchtvaartuig.

UAV-accucapaciteit: van compacte accupakketten tot 19000 mAh

De accucapaciteit van een UAV moet worden afgestemd op het luchtvaartuig, in plaats van simpelweg te worden verhoogd wanneer een langere vliegtijd gewenst is. Grotere accupakketten leveren meer opgeslagen energie, maar voegen ook accugewicht toe. Daardoor moet het luchtvaartuig tijdens de hele missie extra energie gebruiken om deze accu’s alleen al te dragen.

Deze capaciteitsbereiken beschrijven de productrichting en zijn geen vaste regels voor de grootte van het luchtvaartuig. Een accu mag alleen worden gebruikt wanneer de spanning, stroomcapaciteit, afmetingen en geïnstalleerde massa overeenkomen met het volledige UAV-systeem.

Li-ion-UAV-accu’s van 10000 mAh en 12700 mAh

De 10000mAh- en 12700mAh-capaciteitsklasse biedt een belangrijk midden tussen compactere UAV-toepassingen gericht op een lange vliegtijd. Deze grotere parallelle configuraties bieden aanzienlijk meer opgeslagen energie dan compacte 1P-batterijen, terwijl ze kleiner en lichter blijven dan de grootste 3P-systemen.

Binnen het CNHL 21700-platform is de 10000mAh-richting gebaseerd op het meer gebalanceerde 50D-celplatform voor vermogen en energie, terwijl de 12700mAh-richting gebruikmaakt van de meer energiegerichte 65E-architectuur.

Daarom is de 10000mAh-richting een sterker uitgangspunt wanneer de missie nog aanzienlijke werking bij hogere belasting omvat, terwijl de 12700mAh-richting vooral interessant wordt wanneer maximale opgeslagen energie en efficiënt vliegen of stationair blijven hogere prioriteiten hebben.

15000mAh- en 19000mAh Li-ion-batterijen voor grote UAV's

De 15000mAh- en 19000mAh 6S Li-ion-packs vertegenwoordigen de grootste capaciteitsklasse binnen het huidige CNHL 21700-assortiment. Beide gebruiken een 6S3P-architectuur met achttien cilindrische cellen en zijn bedoeld voor aanzienlijk grotere vliegtuigen in plaats van gewone compacte drones.

Het 15000mAh 50D-platform behoudt het sterkere, gebalanceerde karakter van de 50D-cel op het gebied van vermogen en energie, terwijl het dankzij de 3P-architectuur extra stroom kan verdelen. Daardoor is het relevant voor grote UAV- en fixed-wing-toepassingen die veel opgeslagen energie vereisen en tegelijkertijd meer bruikbare vermogensreserve willen behouden.

Het 19000mAh 65E-platform richt zich nog sterker op maximale missie-energie en vliegduur. Het kan het best worden gezien als een gespecialiseerde batterij voor grote, efficiënte UAV- of fixed-wing-systemen die een energiegerichte pack met achttien cellen doelmatig kunnen meenemen.

Geen van beide batterijen moet worden beschouwd als een eenvoudige capaciteitsupgrade voor een kleiner vliegtuig. Het laadvermogen, het totale gewicht, de efficiëntie van het aandrijfsysteem, het batterijvolume en de stroombehoefte moeten eerst allemaal worden geëvalueerd.

4S Li-ion-batterijen voor UAV's

Een 4S Li-ion-UAV-batterij kan geschikt zijn voor vliegtuigen die zijn ontworpen rond een elektrisch systeem met vier in serie geschakelde cellen. Compacte 4S-packs kunnen lichtere vliegtuigen ondersteunen, terwijl grotere parallelle configuraties meer opgeslagen energie leveren voor UAV's en fixed-wing-platforms die op een lange vliegtijd zijn gericht.

Binnen het CNHL 21700-platform loopt de 4S-capaciteit van 5000mAh- en 6350mAh-1P-batterijen tot 10000mAh- en 12700mAh-2P-configuraties. De 2P-batterijen zijn vooral relevant wanneer een grotere missie-energie en een betere verdeling van de belasting over parallel geschakelde cellen de extra cellen rechtvaardigen.

Voor gebruikers die specifiek het 21700-platform vergelijken, bekijk het 4S 21700 Li-ion-batterijassortiment.

6S Li-ion-accu’s voor UAV’s

6S Li-ion-accu’s bieden het grootste capaciteitsbereik binnen het huidige 21700-platform van CNHL, van compacte 6S1P-accu’s via 6S2P-configuraties voor een langere vliegtijd tot grote 6S3P-energiesystemen.

De 6S2P-packs van 10000mAh en 12700mAh vormen een praktische middenklasse voor UAV-toepassingen op het gebied van kartering, inspectie en vaste vleugels, terwijl de 6S3P-packs van 15000mAh en 19000mAh gericht zijn op aanzienlijk grotere platforms, waar het totale aantal wattuur van de missie een centrale ontwerpeis wordt.

Vergelijk 6S 21700 Li-ion-accu’s op basis van capaciteit, parallelle configuratie en connector bij het ontwerpen rond het nieuwere platform met cilindrische cellen.

1P versus 2P versus 3P voor UAV-accu’s

Een parallelle configuratie beïnvloedt zowel de totale energie als de bruikbare stroomcapaciteit op packniveau. Naarmate extra cellen parallel worden geplaatst, kan de elektrische belasting over meer cellen worden verdeeld, maar wordt de accu ook groter en zwaarder.

Het aantal parallelle cellen moet daarom worden gekozen als onderdeel van de energie- en gewichtsbalans van het toestel, en niet simpelweg worden gezien als een manier om de capaciteit te maximaliseren.

50D versus 65E voor UAV-toepassingen

Binnen het 21700-platform van CNHL bieden de 50D- en 65E-celfamilies twee verschillende benaderingen voor het ontwerpen van UAV-accu’s.

De 65E-richting met hogere capaciteit is niet automatisch de betere UAV-accu. Een toestel met een hogere stroombehoefte kan meer baat hebben bij de balans tussen vermogen en energie van de 50D, terwijl een zeer efficiënt missieplatform de extra energie van de 65E beter kan benutten.

Wattuur van UAV-accu’s versus mAh

Voor de planning van UAV-accu’s zijn wattuur vaak nuttiger dan alleen mAh. De capaciteit in mAh beschrijft de lading, terwijl wattuur rekening houdt met zowel de accucapaciteit als de spanning om de nominaal opgeslagen energie te beschrijven.

Dit wordt vooral belangrijk bij het vergelijken van verschillende S-aantallen. Een accu van 10000 mAh bij de ene spanning bevat niet dezelfde hoeveelheid energie als een accu van 10000 mAh bij een andere spanning.

Bij de missieplanning moet daarom rekening worden gehouden met bruikbare watturen, samen met reservevereisten, de werkelijke bedrijfsstroom en het gewicht van de voltooide accu.

Waarom Wh/kg belangrijk is voor UAV's met lange vliegtijd

Wh/kg beschrijft de nominale opgeslagen energie van de accu in verhouding tot de massa van de accu. Dit kan bijzonder nuttig zijn bij het ontwerpen van UAV's, omdat elke gram accu door het vliegtuig zelf moet worden meegedragen.

Een accu met een hoger totaal aantal Wh verbetert de vliegtijd mogelijk niet als de overeenkomstige gewichtstoename ervoor zorgt dat het hover- of kruisvermogen te sterk stijgt. Daarom levert extra capaciteit uiteindelijk steeds minder rendement op.

De nuttige vergelijking is daarom niet simpelweg welke accu de meeste energie opslaat, maar welke accu het vliegtuig de beste combinatie biedt van missie-energie, stroomcapaciteit en geïnstalleerde massa.

Li-ion-accu's voor UAV's met vaste vleugels

UAV's met vaste vleugels behoren tot de sterkste toepassingen voor energiegerichte Li-ion-accu's, omdat efficiënte aerodynamische lift het benodigde vermogen tijdens normaal vliegen aanzienlijk kan verminderen vergeleken met vliegtuigen die continu moeten hoveren.

Dit maakt accu's met een hoge capaciteit bijzonder interessant voor kartering, landmeetkunde en autonome missies over lange afstanden. Grotere 2P- en 3P-accu's kunnen aanzienlijk veel energie voor een missie leveren wanneer de romp voldoende accuruimte heeft en het casco een geschikt zwaartepunt kan behouden.

De stroom bij het opstijgen, lanceren en klimmen moet nog steeds worden gecontroleerd, omdat deze onderdelen van de missie met hoger vermogen de accu aanzienlijk zwaarder kunnen belasten dan tijdens een constante kruissnelheid. Bekijk voor het bredere toepassingsgebied van vliegtuigen met vaste vleugels Li-ion-accu's voor RC-vliegtuigen en vliegtuigen met vaste vleugels.

Li-ion-accu's voor multirotor-UAV's

Een multirotor moet continu lift genereren, waardoor accugewicht en langdurige stroomafname bijzonder belangrijk zijn. Daarom levert een grotere Li-ion-accu niet automatisch hetzelfde voordeel in vliegtijd als in een efficiënt vliegtuig met vaste vleugels.

Bij het overwegen van Li-ion voor een multirotor-UAV moet u de hoverstroom bij het verwachte totale gewicht, de vereiste stroom bij het opstijgen en klimmen, de windmarge, de nuttige lading en de accutemperatuur vergelijken. Grotere 2P- en 3P-pakketten zijn vooral zinvol wanneer het vliegtuig specifiek is ontworpen rond de extra energie en massa.

Efficiënte multirotors voor cinematografie en lange vliegtijden kunnen geschikte kandidaten zijn, terwijl zeer agressieve systemen of systemen met een hoge stuwkracht mogelijk een accuchemie en accudesign vereisen met een grotere capaciteit voor herhaalde hoge stroomsterktes.

XT60 versus XT90 Li-ion-accu's voor UAV's

CNHL Li-ion-accupakketten zijn verkrijgbaar met verschillende connectoren, zodat ze in verschillende elektrische UAV-ecosystemen passen. XT60 is gangbaar bij veel efficiënte drones en systemen met vaste vleugels, terwijl XT90 vaak wordt gebruikt in grotere UAV-installaties.

XT90 mag niet worden beschouwd als een versie met hogere prestaties van een verder identieke Li-ion-accu. Wanneer het celmodel en de S/P-configuratie ongewijzigd blijven, behouden de cellen dezelfde fundamentele elektrische limieten. Kies de connector op basis van het volledige elektrische UAV-systeem.

18650 versus 21700 voor UAV-accu's

Voor UAV-toepassingen zijn 18650 en 21700 keuzes voor technische celformaten en geen afzonderlijke toepassingscategorieën. Beide kunnen geschikt zijn wanneer de voltooide accu voldoet aan de elektrische, energetische, gewichts- en dimensionale vereisten van het luchtvaartuig.

Het kleinere 18650-formaat kan nuttig zijn in compacte accuontwerpen met cilindrische cellen. Moderne 21700-cellen bieden meer intern volume en kunnen een grotere capaciteit per cel of een andere balans tussen energie en stroomcapaciteit bieden.

De juiste vergelijking moet daarom uitgaan van de watturen, Wh/kg, stroomcapaciteit, afmetingen en het gewicht van de voltooide accu, in plaats van ervan uit te gaan dat één cilindrisch formaat universeel beter is voor UAV-gebruik.

Li-ion versus LiPo voor UAV-toepassingen

Geen van beide chemieën is universeel beter. De keuze van een UAV-accu moet aansluiten op de elektrische belasting en het missieprofiel, in plaats van ervan uit te gaan dat een lange vliegtijd automatisch Li-ion vereist of dat een hoog vermogen automatisch LiPo vereist.

Een Li-ionbatterij voor een UAV kiezen

Vergelijk de volledige missie- en luchtvaartuigvereisten voordat je een Li-ionbatterij voor een UAV selecteert:

• Spanning / S-aantal: controleer of het werkelijke spanningsbereik overeenkomt met het voortstuwingssysteem.
• Stroom tijdens zweven of kruisvlucht: bepaal de normale aanhoudende elektrische belasting.
• Start- en klimbehoefte: houd rekening met de delen van de missie waarin meer stroom nodig is.
• Nuttige lading: bereken de batterijvereisten bij het beoogde bedrijfsgewicht, niet bij het gewicht van het lege luchtvaartuig.
• Capaciteit en watturen: vergelijk de totale missie-energie in plaats van alleen mAh.
• Wh/kg: houd rekening met hoeveel energie wordt verkregen voor de massa van de meegenomen batterij.
• 1P, 2P of 3P: weeg de opgeslagen energie en de verdeling van de belasting af tegen formaat en gewicht.
• Afmetingen: controleer of de batterij in het batterijcompartiment of op de bevestiging past en laat voldoende ruimte vrij voor bedrading en luchtstroming.
• Connector: stem XT60, XT90 of een andere geschikte aansluiting af op het UAV-systeem en controleer de polariteit.
• Temperatuur: houd de batterij binnen de thermische grenzen die voor het voltooide batterijpakket zijn gespecificeerd.
• Missiereserve: ontwerp normale werking niet op basis van het verbruiken van de volledige theoretische batterijcapaciteit.

Voor het volledige cilindrische batterijplatform, naast UAV-specifieke producten, bekijk je het CNHL Li-ionbatterijassortiment. De nieuwere celindeling kun je ook bekijken via onze 21700 Li-ionbatterijen.

Li-ionbatterijen voor UAV’s: opladen en veiligheid

Gebruik een lader en laadmodus die geschikt zijn voor de exacte Li-ionbatterij. Volg de maximale laadspanning en aanbevolen laadstroom die voor het voltooide batterijpakket zijn gespecificeerd, in plaats van ervan uit te gaan dat alle lithiumbatterijen identieke instellingen gebruiken.

De batterijbewaking en laagspanningsstrategie moeten ook worden afgestemd op het daadwerkelijke Li-ion-systeem. Hergebruik waarschuwing- of uitschakelwaarden die voor een andere batterijchemie zijn ontwikkeld niet automatisch zonder te controleren of ze geschikt zijn voor het geselecteerde batterijpakket.

Inspecteer de batterij, bedrading, bevestiging en connector vóór het opladen of gebruik. Gebruik geen batterij die beschadigd of overmatig heet is of elektrische afwijkingen vertoont, en overschrijd nooit de spannings-, stroom- of temperatuurgrenzen die voor de voltooide batterij zijn gespecificeerd.

Veelgestelde vragen: Li-ionbatterijen voor UAV’s

Zijn Li-ionbatterijen geschikt voor UAV’s?

Ze kunnen een uitstekende keuze zijn voor UAV's die gericht zijn op een lange inzetduur, waarbij opgeslagen energie en missieduur belangrijk zijn. De batterij moet nog steeds voldoende stroom leveren voor normaal gebruik, opstijgen, klimmen en veranderende payload- of windomstandigheden.

Voor welke UAV-toepassingen zijn Li-ion-batterijen het meest geschikt?

Kartering, landmeting, inspectie, luchtfotografie en efficiënte missies met vaste vleugels zijn sterke toepassingsgebieden voor Li-ion. Ook multirotorsystemen die gericht zijn op een lange inzetduur kunnen hiervan profiteren wanneer de stroom tijdens het zweven en het batterijgewicht geschikt blijven.

Hoeveel batterijcapaciteit heeft een UAV nodig?

Er is geen universele capaciteitseis. Kies een batterij op basis van het aantal watturen van de missie, de bedrijfsstroom, de nuttige lading, de efficiëntie van het vliegtuig, het batterijgewicht en de vereiste reserve, in plaats van simpelweg het grootste beschikbare mAh-getal te kiezen.

Is 10000mAh of 12700mAh beter voor een UAV?

Geen van beide is universeel beter. Binnen het CNHL 21700-platform biedt de richting van 10000mAh 50D een beter uitgebalanceerde optie voor vermogen en energie, terwijl de richting van 12700mAh 65E meer nadruk legt op maximale opgeslagen energie. De juiste keuze hangt af van de stroombehoefte en de efficiëntie van de missie.

Waarvoor zijn Li-ion-batterijen van 15000mAh en 19000mAh bedoeld?

Dit zijn grote 6S3P-batterijconfiguraties die bedoeld zijn voor vliegtuigen en UAV-systemen met een aanzienlijke, op lange duur gerichte inzet. Hun architectuur met achttien cellen levert veel opgeslagen energie, maar ook een aanzienlijke pakketmassa, dus het vliegtuig moet zijn ontworpen om ze efficiënt te dragen.

Is 21700 beter dan 18650 voor UAV-batterijen?

Niet automatisch. Dit zijn keuzes voor het celtype. Vergelijk het werkelijke aantal watturen, het gewicht, de stroomcapaciteit, de afmetingen en de energie-gewichtsverhouding van de batterij, in plaats van uitsluitend op basis van het celtype te kiezen.

Is XT90 beter dan XT60 voor een UAV-batterij?

Niet automatisch. XT90 komt vaak voor bij grotere UAV-systemen, terwijl XT60 veel wordt gebruikt bij veel efficiënte drones en vliegtuigen met vaste vleugels. Kies op basis van het elektrische systeem en de stroombehoefte; het veranderen van de connector vergroot de capaciteit van de cellen in de batterij niet.

Zorgt een UAV-batterij met hogere capaciteit altijd voor een langere vliegtijd?

Nee. Een hogere capaciteit voegt energie toe, maar verhoogt ook de massa van de batterij. De vlieg- of missieduur verbetert alleen wanneer het vliegtuig de extra batterij efficiënt genoeg kan dragen om de extra opgeslagen energie zwaarder te laten wegen dan de toegenomen energiebehoefte.

Kan een Li-ion-UAV-batterij een LiPo-batterij vervangen?

Ga niet uit van directe uitwisselbaarheid op basis van alleen de spanning, het S-aantal of de connector. Vergelijk het werkelijke spanningsbereik, het continue en piekstroomverbruik, het batterijgewicht, de afmetingen, de laadeisen, het gedrag bij lage spanning en de thermische limieten voordat je van batterijchemie verandert.