Навіщо використовувати літій-іонні акумулятори для БПЛА?
Для багатьох місій БПЛА пріоритетними є тривалість роботи, дальність польоту та доступна енергія місії, а не повторюване прискорення на максимальній потужності. Тому картографічні літальні апарати, інспекційні платформи, БПЛА з нерухомим крилом та інші системи, орієнтовані на тривалі польоти, можуть бути хорошими кандидатами для живлення від літій-іонних акумуляторів.
Сучасні циліндричні літій-іонні елементи можуть забезпечувати значний запас енергії порівняно з масою акумулятора. Коли літальний апарат працює ефективно, ця енергія може забезпечувати довший крейсерський політ, зависання або триваліше виконання місії без проєктування акумулятора насамперед під екстремальну імпульсну струмовіддачу, характерну для літій-полімерних акумуляторів із високим C-рейтингом.
Компроміс полягає в тому, що допустимий струм потрібно ретельно узгоджувати з літальним апаратом. Зліт, набір висоти, зависання, коригування курсу за вітру та зміни корисного навантаження можуть створювати вище електричне навантаження, ніж за звичайного крейсерського польоту.
Які БПЛА найкраще підходять для літій-іонних акумуляторів?
| Застосування БПЛА | Перспективність літій-іонних акумуляторів | Ключовий фактор під час вибору акумулятора |
| Картографування / геодезична зйомка | Відмінно підходить для тривалих місій | Енергія місії у Вт·год, резервна енергія, корисне навантаження та крейсерський струм |
| Інспекційний БПЛА | Хороший варіант за помірної потреби в електроенергії | Струм у режимі зависання, вітрове навантаження, корисне навантаження та температура |
| БПЛА з нерухомим крилом | Відмінний напрямок для збільшення тривалості польоту | Ефективність крейсерського польоту, потреба в наборі висоти, центрування та об’єм акумуляторного відсіку |
| Аерозйомка | Доцільний, коли важливий довший час перебування в зоні виконання завдання | Маса корисного навантаження та фактична тривалість місії |
| Потужний / агресивний мультикоптер | Потребує ретельнішого оцінювання | Повторювані високі струмові навантаження можуть свідчити на користь відповідного літій-полімерного акумулятора з високою струмовіддачею |
Сам тип БПЛА не визначає придатність акумулятора. Фактичне навантаження на силову установку, маса літального апарата та профіль місії важливіші, ніж просте віднесення платформи до картографічного дрона, БПЛА з нерухомим крилом чи інспекційного літального апарата.
Ємність акумулятора БПЛА: від компактних акумуляторів до 19000 мА·год
Ємність акумулятора БПЛА має масштабуватися відповідно до літального апарата, а не просто збільшуватися щоразу, коли потрібен довший час польоту. Акумулятори більшої ємності накопичують більше енергії, але також збільшують масу акумулятора, через що літальному апарату доводиться витрачати додаткову енергію протягом усієї місії лише на їх перенесення.
| Рекомендований діапазон ємності | Типове призначення | Особливості застосування для БПЛА |
| 5000–6350 мА·год | Компактний акумулятор для тривалого польоту | Чутливі до маси системи з нерухомим крилом і менші ефективні платформи БПЛА |
| 10000–12700 мА·год | Середній клас із подовженою тривалістю польоту | Картографування, інспекція, більші системи з нерухомим крилом і мультикоптери з тривалим часом польоту |
| 15000–19000 мА·год | Платформа для масштабних місій із високими енергетичними потребами | Великі БПЛА та системи з нерухомим крилом, здатні нести значну масу акумулятора |
Ці діапазони ємності описують напрямок застосування продукту, а не фіксовані правила щодо розміру літального апарата. Акумулятор слід використовувати лише тоді, коли його напруга, допустимий струм, габарити та встановлена маса відповідають усій системі БПЛА.
Літій-іонні акумулятори для БПЛА ємністю 10000 мА·год і 12700 мА·год
Клас ємності 10000 мА·год і 12700 мА·год забезпечує важливий компроміс для БПЛА, орієнтованих на тривалі польоти. Ці більші паралельні конфігурації забезпечують значно більше запасеної енергії, ніж компактні акумулятори 1P, залишаючись меншими та легшими за найбільші системи 3P.
У межах платформи CNHL 21700 варіант на 10000 мА·год базується на більш збалансованій щодо потужності та енергії платформі комірки 50D, тоді як варіант на 12700 мА·год використовує більш енергоорієнтовану архітектуру 65E.
Тому варіант на 10000 мА·год є кращою відправною точкою, коли завдання все ще передбачає суттєву роботу з вищим навантаженням, тоді як варіант на 12700 мА·год стає особливо цікавим, коли пріоритетами є максимальний запас енергії та ефективний крейсерський політ або зависання.
Літій-іонні акумулятори на 15000 мА·год і 19000 мА·год для великих БПЛА
Літій-іонні акумулятори 6S на 15000 мА·год і 19000 мА·год представляють найбільший клас ємності в поточному асортименті CNHL 21700. Обидва використовують архітектуру 6S3P із вісімнадцятьма циліндричними комірками та призначені для значно більших літальних апаратів, а не звичайних компактних дронів.
Платформа 15000 мА·год 50D зберігає збалансований характер комірки 50D щодо потужності та енергії, одночасно забезпечуючи додатковий розподіл струму завдяки архітектурі 3P. Це робить її актуальною для великих БПЛА та літаків із фіксованим крилом, яким потрібен значний запас енергії зі збереженням більшого доступного запасу потужності.
Платформа 19000 мА·год 65E ще більше орієнтована на максимальну енергію для виконання завдання та тривалість польоту. Її найкраще розглядати як спеціалізований акумулятор для великих ефективних БПЛА або літаків із фіксованим крилом, які можуть продуктивно нести енергоорієнтований акумуляторний блок із вісімнадцяти комірок.
Жоден із цих акумуляторів не слід розглядати як просте збільшення ємності для меншого літального апарата. Спочатку слід оцінити вантажопідйомність, загальну масу, ефективність силової установки, об'єм акумулятора та потребу в струмі.
Літій-іонні акумулятори 4S для БПЛА
Літій-іонний акумулятор 4S для БПЛА може підійти для літальних апаратів, розрахованих на електричну систему з чотирма послідовно з'єднаними комірками. Компактні акумулятори 4S можуть підтримувати легкі літальні апарати, тоді як більші паралельні конфігурації забезпечують більше запасеної енергії для БПЛА та літаків із фіксованим крилом, орієнтованих на тривалі польоти.
У межах платформи CNHL 21700 ємність акумуляторів 4S варіюється від моделей 1P на 5000 мА·год і 6350 мА·год до конфігурацій 2P на 10000 мА·год і 12700 мА·год. Акумулятори 2P особливо доречні там, де вища енергія для виконання завдання та розподіл навантаження між паралельними комірками виправдовують використання додаткових комірок.
Для користувачів, які безпосередньо порівнюють платформу 21700, перегляньте лінійку літій-іонних акумуляторів 4S 21700.
Літій-іонні акумулятори 6S для БПЛА
Літій-іонні акумулятори 6S забезпечують найширший діапазон ємностей у поточній платформі CNHL 21700: від компактних акумуляторів 6S1P через конфігурації 6S2P для збільшення тривалості польоту до великих енергетичних систем 6S3P.
Акумуляторні блоки 6S2P на 10000 мА·год і 12700 мА·год створюють практичний середній сегмент для картографування, інспекції та застосувань у БПЛА з нерухомим крилом, тоді як блоки 6S3P на 15000 мА·год і 19000 мА·год призначені для значно більших платформ, де загальна кількість ват-годин місії стає ключовою вимогою до конструкції.
Порівнюйте літій-іонні акумулятори 6S 21700 за ємністю, паралельною конфігурацією та роз’ємом під час проєктування на основі новішої платформи з циліндричними елементами.
1P проти 2P проти 3P для акумуляторів БПЛА
Паралельна конфігурація впливає і на загальну енергію, і на допустиму силу струму на рівні всього акумуляторного блока. Коли додаткові елементи з’єднують паралельно, електричне навантаження розподіляється між більшою кількістю елементів, але акумулятор також стає більшим і важчим.
| Конфігурація | Основний вплив на акумулятор | Напрям застосування БПЛА |
| 1P | Мінімальна кількість елементів і конструкція з особливою увагою до ваги | Менші ефективні БПЛА та системи з нерухомим крилом |
| 2P | Вища ємність і розподіл навантаження між двома елементами | Картографування, обстеження, інспекція та більші літальні апарати з підвищеною тривалістю польоту |
| 3P | Дуже великий запас енергії та кращий розподіл навантаження між паралельними елементами | Великі БПЛА та платформи для місій із нерухомим крилом |
Кількість паралельних елементів слід обирати як частину енергетичного та вагового бюджету літального апарата, а не розглядати лише як спосіб максимізувати ємність.
50D проти 65E для застосувань БПЛА
У межах платформи CNHL 21700 сімейства елементів 50D і 65E пропонують два різні підходи до проєктування акумуляторів для БПЛА.
| Платформа елементів | Основний напрям | Сфера застосування БПЛА |
| 50D | Баланс потужності та енергії | Корисно, коли для зльоту, набору висоти, маневрування або роботи з корисним навантаженням потрібен більший запас потужності |
| 65E | Спочатку енергія / Максимальна тривалість польоту | Оптимальний варіант для ефективних крейсерських польотів або місій із зависанням, де максимальна запасена енергія має більшу цінність |
Версія 65E з більшою ємністю не обов’язково є кращим акумулятором для БПЛА. Літальний апарат із вищим споживанням струму може більше виграти від балансу потужності та енергії 50D, тоді як високоефективна платформа для виконання місій може краще використати додаткову енергію, доступну в 65E.
Ват-години акумулятора БПЛА проти мА·год
Для планування акумулятора БПЛА ват-години часто корисніші за самі лише мА·год. Ємність у мА·год описує заряд, тоді як ват-години враховують і ємність акумулятора, і напругу, щоб описати номінальну запасену енергію.
Це особливо важливо під час порівняння різних значень S. Акумулятор на 10000mAh за однієї напруги не містить такої самої кількості енергії, як акумулятор на 10000mAh за іншої напруги.
Тому під час планування місії слід враховувати корисну кількість ват-годин разом із вимогами до резерву, фактичним робочим струмом і масою готового акумулятора.
Чому показник Wh/kg важливий для БпЛА великої тривалості польоту
Wh/kg описує номінальну запасену енергію акумулятора відносно його маси. Цей показник особливо корисний під час проєктування БпЛА, оскільки літальний апарат має нести кожен грам акумулятора.
Акумулятор із більшим загальним показником Wh може не збільшити тривалість польоту, якщо відповідне зростання маси призведе до надмірного підвищення потужності, потрібної для зависання або крейсерського польоту. Саме тому подальше збільшення ємності зрештою дає дедалі меншу віддачу.
Отже, важливо порівнювати не просто акумулятори з найбільшим запасом енергії, а ті, що забезпечують літальному апарату найкраще поєднання енергії для місії, струмової здатності та встановленої маси.
Li-ion акумулятори для БпЛА з нерухомим крилом
БпЛА з нерухомим крилом належать до найперспективніших сфер застосування енергоємних Li-ion акумуляторів, оскільки ефективна аеродинамічна підйомна сила може істотно зменшити потужність, необхідну під час звичайного крейсерського польоту, порівняно з апаратами, що безперервно зависають.
Це робить акумулятори великої ємності особливо цікавими для картографування, зйомки місцевості та тривалих автономних місій. Акумулятори 2P і 3P більшої ємності можуть забезпечити значну енергію для місії, якщо фюзеляж має достатній об’єм для акумулятора, а планер може зберігати належне положення центра ваги.
Струм під час зльоту, запуску та набору висоти все одно потрібно перевіряти, оскільки ці етапи місії з підвищеною потужністю можуть створювати навантаження на акумулятор, що значно перевищують потреби сталого крейсерського режиму. Щоб ознайомитися з ширшим асортиментом для літаків із нерухомим крилом, перегляньте Li-ion акумулятори для радіокерованих літаків і літальних апаратів із нерухомим крилом.
Li-ion акумулятори для багатороторних БпЛА
Багатороторний апарат має безперервно створювати підйомну силу, тому маса акумулятора та тривалий струм мають особливе значення. Через це більший Li-ion акумулятор не гарантує такого самого приросту тривалості польоту, який він міг би забезпечити ефективному літаку з нерухомим крилом.
Під час вибору Li-ion для багатороторного БпЛА порівнюйте струм у режимі зависання за очікуваної повної маси, потреби під час зльоту й набору висоти, запас щодо вітру, корисне навантаження та температуру акумулятора. Пакети 2P і 3P більшої ємності мають найбільший сенс, коли літальний апарат спеціально спроєктований з урахуванням додаткової енергії та маси.
Ефективні кінематографічні мультикоптери та мультикоптери для тривалих польотів можуть бути хорошими кандидатами, тоді як надзвичайно маневрові системи або системи з високою тягою можуть потребувати хімічної системи акумулятора й конструкції блока з більшою здатністю витримувати регулярні високі струми.
Акумулятори Li-ion для БПЛА: XT60 проти XT90
Акумуляторні блоки CNHL Li-ion доступні з різними роз’ємами, щоб відповідати різним електричним системам БПЛА. XT60 поширений у багатьох ефективних дронах і системах із нерухомим крилом, тоді як XT90 часто використовується у більших БПЛА.
| Роз’єм | Типовий вибір для БПЛА | Важлива примітка |
| XT60 | Ефективні БПЛА, платформи на основі FPV та багато систем із нерухомим крилом | Також може використовуватися у відносно великих системах за умови правильного підбору характеристик |
| XT90 | Більші БПЛА, апарати з нерухомим крилом, картографічні та вантажні платформи | Сам роз’єм не збільшує допустимий струм розряду елемента |
XT90 не слід вважати високопродуктивною версією ідентичного акумулятора Li-ion. Якщо модель елементів і конфігурація S/P не змінюються, елементи зберігають ті самі фундаментальні електричні обмеження. Обирайте роз’єм відповідно до всієї силової системи БПЛА.
18650 проти 21700 для акумуляторів БПЛА
Для застосувань у БПЛА 18650 і 21700 є варіантами технічного формату елементів, а не окремими категоріями застосувань. Будь-який із них може бути доцільним, якщо готовий акумулятор відповідає електричним, енергетичним, ваговим і габаритним вимогам літального апарата.
Менший формат 18650 може бути корисним у компактних акумуляторних блоках із циліндричними елементами. Сучасні елементи 21700 мають більший внутрішній об’єм і можуть забезпечувати більшу ємність окремого елемента або інший баланс між енергоємністю та допустимим струмом.
Тому правильне порівняння має враховувати ват-години готового акумуляторного блока, Вт·год/кг, допустимий струм, габарити та вагу, а не ґрунтуватися на припущенні, що один циліндричний формат є універсально кращим для використання в БПЛА.
Li-ion проти LiPo для застосувань у БПЛА
| Пріоритет місії | Li-ion | LiPo |
| Максимальна запасена енергія / тривалість польоту | Чіткий пріоритет | Залежить від конструкції акумуляторного блока та ваги |
| Регулярна потреба у високому струмі | Потребує ретельного узгодження струму | Типова перевага акумуляторів із високим C-рейтингом |
| Ключові критерії вибору | Вт·год, Вт·год/кг, модель елемента, фактичний струм, температура та вага | Напруга, ємність, C-рейтинг, габарити та вага |
| Чіткий пріоритет місії | Картографування, геодезичні зйомки, апарати з нерухомим крилом і ефективні місії на тривалість польоту | Високопотужні мультикоптери та інші вимогливі силові установки |
Жодна з хімічних систем не є універсально кращою. Вибір акумулятора БПЛА має враховувати електричне навантаження та профіль місії, а не ґрунтуватися на припущенні, що тривалість польоту автоматично потребує Li-ion, а висока потужність — LiPo.
Як вибрати літій-іонний акумулятор для БПЛА
Перед вибором літій-іонного акумулятора для БПЛА порівняйте всі вимоги місії та літального апарата:
- Напруга / кількість S: переконайтеся, що фактичний робочий діапазон напруги відповідає силовій установці.
- Струм зависання або крейсерського польоту: визначте нормальне тривале електричне навантаження.
- Потреба під час зльоту та набору висоти: враховуйте ділянки місії з підвищеним струмом.
- Корисне навантаження: розраховуйте вимоги до акумулятора за передбачуваної робочої маси, а не за маси порожнього літального апарата.
- Ємність і ват-години: порівнюйте загальну енергію місії, а не лише мА·год.
- Вт·год/кг: враховуйте, скільки енергії забезпечує акумулятор на кожен кілограм маси, яку потрібно нести.
- 1P, 2P або 3P: збалансуйте запас енергії та розподіл навантаження з урахуванням розміру й ваги.
- Габарити: перевірте сумісність із батарейним відсіком або кріпленням і забезпечте достатній зазор для проводів та потоку повітря.
- Роз’єм: підберіть XT60, XT90 або інший відповідний роз’єм для системи БПЛА та перевірте полярність.
- Температура: підтримуйте температуру акумулятора в межах, установлених для готового акумуляторного блока.
- Резерв для місії: не плануйте штатну експлуатацію з використанням усієї теоретичної ємності акумулятора.
Щоб ознайомитися з повною платформою циліндричних акумуляторів, зокрема продуктами не лише для БПЛА, перегляньте асортимент літій-іонних акумуляторів CNHL. Нове сімейство акумуляторів формату елементів також можна переглянути в розділі літій-іонних акумуляторів 21700.
Заряджання та безпека літій-іонних акумуляторів для БПЛА
Використовуйте зарядний пристрій і режим заряджання, що відповідають конкретному літій-іонному акумулятору. Дотримуйтеся максимальної напруги заряджання та рекомендованого зарядного струму, зазначених для готового акумуляторного блока, а не припускайте, що всі літієві акумулятори використовують однакові налаштування.
Система моніторингу акумулятора та стратегія захисту від низької напруги також мають відповідати фактичній літій-іонній системі. Не застосовуйте автоматично налаштування попередження або відсікання, розроблені для іншої хімії акумулятора, без підтвердження їхньої придатності для вибраного блока.
Перевірте акумуляторний блок, проводку, кріплення та роз’єм перед заряджанням або експлуатацією. Не використовуйте пошкоджений, надмірно гарячий або електрично несправний акумулятор і ніколи не перевищуйте обмеження напруги, струму чи температури, зазначені для готового акумуляторного блока.
Поширені запитання: літій-іонні акумулятори для БПЛА
Чи підходять літій-іонні акумулятори для БПЛА?
Вони можуть бути чудовим вибором для БПЛА, орієнтованих на тривалі польоти, коли важливі запас енергії та тривалість місії. Водночас акумулятор має забезпечувати достатній струм для нормальної роботи, зльоту, набору висоти та змін корисного навантаження або вітрових умов.
Які застосування БПЛА найкраще підходять для Li-ion акумуляторів?
Картографування, геодезичні роботи, інспекція, аерозйомка та ефективні місії літаків із нерухомим крилом є перспективними напрямами для Li-ion. Мультироторні платформи для тривалих польотів також можуть отримати переваги, якщо струм зависання та маса акумулятора залишаються прийнятними.
Яка ємність акумулятора потрібна БПЛА?
Універсальної вимоги до ємності не існує. Обирайте акумулятор відповідно до енергії місії у ват-годинах, робочого струму, корисного навантаження, ефективності літального апарата, маси акумулятора та необхідного резерву, а не просто найбільшого доступного значення мА·год.
Що краще для БПЛА: 10000 мА·год чи 12700 мА·год?
Жоден із них не є універсально кращим. У межах платформи CNHL 21700 варіант 10000 мА·год 50D забезпечує більш збалансоване поєднання потужності та енергії, тоді як варіант 12700 мА·год 65E більше орієнтований на максимальний запас енергії. Правильний вибір залежить від потреби в струмі та ефективності виконання місії.
Для чого призначені Li-ion акумулятори на 15000 мА·год і 19000 мА·год?
Це великі акумуляторні конфігурації 6S3P, призначені для літальних апаратів і систем БПЛА, орієнтованих на значну тривалість польоту. Архітектура з вісімнадцяти елементів забезпечує значний запас енергії, але також і значну масу акумуляторного блока, тому літальний апарат має бути спроєктований для ефективного його перенесення.
Чи кращий 21700 за 18650 для акумуляторів БПЛА?
Не обов’язково. Це варіанти формату елементів. Порівнюйте фактичну кількість ват-годин акумулятора, його масу, допустимий струм, розміри та співвідношення енергії до маси, а не обирайте лише за форматом елементів.
Чи кращий XT90 за XT60 для акумулятора БПЛА?
Не обов’язково. XT90 поширений у більших системах БПЛА, тоді як XT60 широко використовується в багатьох ефективних дронах і літаках із нерухомим крилом. Обирайте роз’єм відповідно до електричної системи та потреби в струмі; заміна роз’єму не підвищує можливості елементів усередині акумулятора.
Чи завжди акумулятор для БПЛА більшої ємності забезпечує довший час польоту?
Ні. Більша ємність збільшує запас енергії, але також підвищує масу акумулятора. Тривалість польоту або місії збільшується лише тоді, коли літальний апарат може достатньо ефективно нести додатковий акумулятор, щоб додаткова запасена енергія компенсувала збільшене енергоспоживання.
Чи може Li-ion акумулятор для БПЛА замінити LiPo акумулятор?
Не вважайте акумулятори безпосередньо взаємозамінними лише за напругою, кількістю S або роз’ємом. Перед зміною хімічного складу акумулятора порівняйте фактичний діапазон напруги, тривале та пікове споживання струму, масу акумулятора, розміри, вимоги до заряджання, поведінку за низької напруги й теплові обмеження.
