Какие высокоэнергетические твердотельные батареи подходят для задач БПЛА большой дальности?

Высокоэнергетические твердотельные аккумуляторыкоторые подходят для задач БПЛА дальнего действия, — это те, которые сочетают в себе очень высокую мощность Втч/кг с правильным напряжением, коэффициентом C и форм-фактором для вашего планера, а не просто какую-то «твердотельную» этикетку.

Что на самом деле означает «высокая энергия» для БПЛА большой дальности

Для БПЛА с неподвижным крылом большой дальности или вертикального взлета и посадки вы обычно пытаетесь максимизировать время полета при фиксированном взлетном весе. На практике это означает выбор твердотельных или полутвердотельных батарей с:

Плотность энергии на уровне упаковки обычно находится в диапазоне 250–350 Втч/кг или выше, поэтому вы получаете значительно больше полезной энергии, чем типичный аккумулятор LiPo того же веса.

Умеренные значения C (например, 5–10 C в непрерывном режиме), достаточные для взлета, набора высоты и вертикального взлета и посадки, но оптимизированные для эффективного крейсерского полета, а не для экстремальных всплесков.

Конфигурации напряжения (6S, 12S, 14S и выше), которые соответствуют оптимальному уровню эффективности вашей двигательной установки и поддерживают низкий ток для уменьшения потерь I²R в кабелях и регуляторах скорости.

Совокупность этих параметров определяет, насколько далеко ваш БПЛА дальнего радиуса действия сможет реально пролететь на одном заряде.

Типичные твердотельные варианты, встречающиеся на платформах дальнего действия

Сегодня в большинстве проектов БПЛА большой дальности используется одно из трех направлений проектирования высокоэнергетических полупроводников:

Полутвердотельные литий-ионные аккумуляторы (около 300–350 Втч/кг)

В полутвердотельных батареях используется смесь твердого и гелеобразного электролита для достижения высокой плотности энергии при большей безопасности и стабильности, чем в стандартных литий-ионных батареях.

Коммерческие комплекты этого класса, ориентированные на БПЛА, часто доступны в диапазонах 6S и 12S, 16–36 Ач, с плотностью на уровне упаковки около 300+ Втч/кг, что делает их сильными кандидатами для долговременных дронов с неподвижным крылом и картографических дронов вертикального взлета и посадки.

Высокоэнергетические твердотельные литий-ионные аккумуляторы для выносливых дронов

Некоторые поставщики предлагают «твердотельные литий-ионные» аккумуляторы для БПЛА с плотностью энергии выше обычных LiPo, но немного ниже наиболее агрессивных полутвердых конструкций, часто в диапазоне ~ 230–260 Втч/кг на уровне упаковки.

Они привлекательны, когда вам нужен баланс более высокой энергии, длительного срока службы и высокого запаса безопасности для коммерческих или государственных миссий.

Литий-металлические твердотельные элементы нового поколения (для будущих разработок)

Демонстрации в космосе eVTOL и грузовых дронов показывают, что твердотельные литий-металлические/оксидно-керамические батареи достигают или достигают 400+ Втч/кг, а испытательные полеты увеличивают срок службы на 60–90% по сравнению с батареями с жидким электролитом.

Они все еще появляются, но они указывают на то, в каком направлении будет развиваться технология аккумуляторов для БПЛА дальнего действия в следующих поколениях продуктов.

ДляZYEBATTERYконтента, лучше сгруппировать решения по этим классам дизайна, чем в значительной степени полагаться на сторонние торговые марки.

Как подобрать высокоэнергетическую твердотельную батарею к БПЛА дальнего действия

Когда вы оцениваете, какая высокоэнергетическая твердотельная батарея «подходит» для миссии дальнего действия, обратите внимание, насколько хорошо она сочетается с:

Профиль миссии: Длительный устойчивый крейсерский полет (картографирование, проверка коридора) больше всего выигрывает от очень высокого уровня Втч/кг и умеренного показателя C-rate, в то время как смешанные миссии вертикального взлета и посадки и барражирования требуют немного большего запаса мощности.

Интеграция с планером. Тонкие пакеты, встроенные в крыло или облегающие фюзеляж, могут уменьшить сопротивление и улучшить контроль центра тяжести, превращая накопленную энергию в настоящие дополнительные минуты в воздухе.

Термические условия и условия окружающей среды. Твердотельные и полутвердые пакеты с отличными низкотемпературными характеристиками и хорошей термической стабильностью помогают сохранить долговечность в холодных, жарких или высокогорных условиях.

Безопасность и нормативные требования: негорючие или трудновоспламеняющиеся твердые/полутвердые электролиты снижают риск пожара, что важно для BVLOS и операций над инфраструктурой или населенными коридорами.

Наиболее подходящей батареей является та, которая отвечает всем четырем требованиям, не вызывая компромиссов в полезной нагрузке или диапазоне полета.