Как управлять и обслуживать твердотельные батареи на дронах?

Рынок быстро отходит от традиционных систем LiPo и литий-ионных аккумуляторов, поскольку коммерческие, промышленные и корпоративные БПЛА требуют повышенной выносливости, повышенной безопасности, более широкой температурной устойчивости и большей надежности.

Твердотельные батареиВ результате этого сдвига дроны привлекли внимание как следующее поколение высокопроизводительных воздушных энергетических систем.

По сравнению с традиционными химическими батареями твердотельные батареи обеспечивают большую плотность энергии, более длительный срок службы и лучшую термическую стабильность.

Но без надлежащего управления, мониторинга и обслуживания даже самая сложная твердотельная батарея не сможет функционировать наилучшим образом.

Прогнозируемый срок службы аккумулятора (или его ранний выход из строя) определяется рядом факторов, включая температуру, метод зарядки, характер разрядки, условия хранения и, что наиболее важно, усовершенствованную систему управления аккумулятором (BMS).

Что такое твердотельные аккумуляторы для дронов?

Твердотельные аккумуляторы для дроновпредставляют собой сложные батареи на основе лития, в которых вместо обычного жидкого или гелевого электролита используются твердые электролиты, такие как сульфиды, оксиды или полимеры.

Этот твердый электролит обеспечивает более плотную упаковку элементов, что также снижает риск температурного выхода из-под контроля и предотвращает внутреннюю утечку.

Ключевые характеристики включают в себя:

Более высокая плотность энергии – потенциалы часто на 30–50% выше, чем у современных систем с жидким электролитом.

Превосходная термическая стабильность – повышенная безопасность и производительность в условиях сильной жары или холода.

Увеличенный срок службы — многие конструкции могут работать более 1000 циклов с меньшим снижением производительности.

Снижение риска пожара – отсутствие легковоспламеняющегося жидкого электролита значительно повышает безопасность эксплуатации БПЛА.

Эти качества делают твердотельные батареи на дронах идеальными для воздушных платформ с высоким спросом, таких как дроны-доставщики, системы экстренного реагирования и инспекционные дроны с длительным сроком службы.

Какие типы аккумуляторов для дронов существуют сегодня?

Сравнение различных типов батарей важно для понимания значения твердотельных технологий.

1. LiPo (литий-полимерные) аккумуляторы.

Высокая скорость разряда

Легкий

Широко используется в любительских и потребительских дронах.

batteries de drones à semi-conducteurs

2. Литий-ионные (цилиндрические/карманные) аккумуляторы

Более высокая плотность энергии, чем у LiPo

Лучшее долголетие

Недостатки: более низкие скорости сброса, риск термического разгона.

3. Твердотельные батареи

Самая высокая потенциальная плотность энергии

Длительный срок службы

Превосходная стабильность и безопасность

В настоящее время более высокая стоимость, но быстро снижается

Твердотельные аккумуляторы для дронов предлагают лучшее сочетание долговечности, безопасности и долгосрочной экономической эффективности среди всех этих вариантов, особенно для бизнес-авиации.

Зачем нам нужны твердотельные аккумуляторы для дронов?

Индустрия дронов извлекает выгоду из технологий LiPo и Li-ion уже более десяти лет, но по мере усложнения задач БПЛА их ограничения становятся все более очевидными.

1. Ограниченное время полета

Жидко-электролитные аккумуляторы не могут обеспечить длительное время полета без увеличения веса и объема.

2. Риски безопасности

Для аккумуляторов LiPo вздутие, проколы, возгорание и температурный выход по-прежнему представляют собой серьезные риски.

3. Короткая продолжительность жизни

LiPo-аккумуляторы заметно деградируют после 150–300 циклов, что увеличивает эксплуатационные расходы.

4. Чувствительность к температуре

Экстремальный холод снижает работоспособность; сильная жара ускоряет деградацию.

5. Медленная скорость зарядки выносливых дронов

LiPo/Li-ion элементы быстро нагреваются во время быстрой зарядки, что является проблемой для промышленных дронов.

Все пять ограничений устраняются полупроводниковой технологией, позволяющей пилотам БПЛА безопасно проверять пределы производительности.