Ievads
Bezpilota lidaparātu (UAV) straujā attīstība ir būtiski pārveidojusi nozares, sākot no loģistikas un lauksaimniecības līdz kinematogrāfijai un sabiedrības drošībai. Šīs tehnoloģiskās revolūcijas pamatā ir viena svarīga sastāvdaļa: akumulators. Mūsdienu droniem litija polimēru (LiPo) akumulators ir kļuvis par neapstrīdamu nozares standartu. Tā unikālā augsta enerģijas blīvuma, vieglās konstrukcijas un ievērojamo izlādes spēju kombinācija padara to par ideālu enerģijas avotu visdažādākajām gaisa platformām, sākot no maziem plaša patēriņa kvadra{3}}kopteriem līdz smagiem{4}}lift rūpnieciskajiem droniem. Tomēr šo izsmalcināto enerģijas uzglabāšanas ierīču veiktspēja, drošība un ilgmūžība ir atkarīga ne tikai no to ķīmijas; tie lielā mērā paļaujas uz uzlabotām akumulatora pārvaldības sistēmām (BMS) un pareiziem darbības protokoliem.
Kas ir litija polimēru akumulators?
Litija polimēru akumulators, ko bieži dēvē par LiPo vai Li-Poly akumulatoru, ir atkārtoti uzlādējams litija-jonu akumulators, kurā tiek izmantots polimēra elektrolīts, nevis šķidrais elektrolīts, kas atrodams parastajos litija{2}}jonu elementos. Šis elektrolīts parasti ir želejveida viela, kas atvieglo litija jonu kustību starp anodu (parasti grafītu) un katodu (bieži vien litija kobalta oksīds vai citi litija metāla oksīdi) uzlādes un izlādes ciklu laikā.
Šis polimēru{0}}dizains piedāvā vairākas galvenās priekšrocības UAV lietojumiem:
① Augsts enerģijas blīvums:LiPo akumulatori iesaiņo ievērojamu enerģijas daudzumu vieglā iepakojumā, kas ir galvenais faktors, kas ļauj pagarināt lidojuma laiku.
② Augsti izlādes rādītāji:Tie var nodrošināt ātrus, spēcīgus enerģijas uzliesmojumus, kas ir būtiski pacelšanās, ātru manevru un smagas kravas pārvadāšanai.
③ Elastīgie formas faktori:Atšķirībā no stingrām cilindriskām šūnām, LiPo akumulatoru elastīgais maisiņu dizains ļauj tos ražot dažādās formās un izmēros. Šī elastība ir nenovērtējama dronu dizaineriem, kuriem nepieciešams optimizēt svara sadalījumu un ievietot akumulatorus šaurās, netradicionālās vietās.
④ Viegla konstrukcija:Polimēru elektrolīts un elastīgais iepakojums ievērojami samazina svaru salīdzinājumā ar litija{1}}jonu akumulatoriem ar metāla-korpusu, tieši uzlabojot drona vilces-un-svara attiecību.
Galvenās specifikācijas un to lasīšana
Lai izvēlētos pareizo LiPo akumulatoru konkrētai drona lietojumprogrammai, ir rūpīgi jāizprot tā galvenās specifikācijas. Šie parametri nosaka akumulatora iespējas un ierobežojumus.
Ietilpība (mAh vai Ah):Mērot miliampērstundās-vai ampērstundās-, tas norāda kopējo enerģijas daudzumu, ko akumulators var uzglabāt. Lielāka ietilpība (piemēram, 5000 mAh salīdzinājumā ar . 1500mAh) parasti nozīmē ilgāku lidojuma laiku. Tomēr lielāka jauda nozīmē arī lielāku svaru, kas var samazināt veiklību un palielināt enerģijas patēriņu, radot kompromisu, kas operatoriem ir jāsabalansē.
Spriegums (V):Viena LiPo elementa nominālais spriegums ir 3,7 V. Kad tas ir pilnībā uzlādēts, tas sasniedz aptuveni 4,2 V, un to nevajadzētu izlādēt zem aptuveni 3,0 V, lai novērstu bojājumus. Šūnas ir savienotas virknē (S), lai palielinātu spriegumu. Kopējās konfigurācijas ietver:
3S (11.1V):Izmanto mazākos sākuma{0}}līmeņa dronos.
4S (14.8V):Izplatīts vidējas{0}}patēriņa un sacīkšu dronos.
6S (22.2V):Standarts daudziem profesionāliem un rūpnieciskiem droniem.
12S+ (44,4 V un vairāk):Izmanto lieljaudas{0}}smagos{1}}rūpnieciskos bezpilota lidaparātos. Augstāka sprieguma sistēmas ir efektīvākas, jo tās patērē mazāk strāvas vienādai jaudai, tādējādi samazinot siltuma veidošanos.
Izlādes ātrums (C-vērtējums):C-vērtējums norāda maksimālo drošu nepārtrauktas izlādes strāvu attiecībā pret akumulatora jaudu. Piemēram, 5000mAh akumulators ar 50C reitingu var droši nodrošināt nepārtrauktu 250A (5Ah * 50C) strāvu. Augstāks C-vērtējums ir ļoti svarīgs augstas veiktspējas-droniem, kuriem nepieciešama ātra jaudas piegāde. Neatbilstošs C{11}}vērtējums var izraisīt sprieguma pazemināšanos, nestabilu lidojumu un pārkaršanu.
Iekšējā pretestība (IR):Tas ir akumulatora pretestības mērs. Zemāks IR ir labāks, jo tas nodrošina efektīvāku enerģijas pārnesi un mazāku siltuma veidošanos. Akumulatoram novecojot, tā iekšējā pretestība parasti palielinās, norādot uz veiktspējas un jaudas zudumu.
LiPoVS. Li-Jons droniem
Lai gan abas ir litija{0}}bāzētas tehnoloģijas, LiPo un Li-Ion akumulatoriem ir atšķirīgas īpašības, kas padara tos piemērotus dažādiem lietojumiem. Lielākajai daļai dinamisku dronu lietojumu LiPo akumulatori ir vēlamā izvēle, jo tie piedāvā ievērojami augstāku izlādes ātrumu. Tas nodrošina ātru jaudas pārrāvumu, kas nepieciešams pacelšanās, manevrēšanas un lietderīgās kravas pacelšanai. Lai gan Li-jonu akumulatoriem bieži ir augstāka īpatnējā enerģija (Wh/kg), kas nodrošina ilgāku izturību dažos lietojumos, LiPo akumulatori nodrošina izcilu atsaucību un jaudas blīvumu, kāds nepieciešams dinamiskam UAV lidojumam.
