Решения для аккумуляторов для БПЛА и дронов

Для платформ БПЛА выбор батареи зависит не только от ее емкости. Напряжение самолета, взлетный вес, полезная нагрузка, требования к двигателю и ESC, необходимое время полета, ток разряда и масса упаковки должны учитываться вместе. HSS Energy разрабатывает конфигурации LiPo, Li-ion и высокоэнергетических полутвердых аккумуляторов для БПЛА для FPV, картографических, инспекционных, сельскохозяйственных и других промышленных самолетов.

Эталонная платформа БПЛА для оценки интеграции аккумуляторов

1. Начинайте с самолета, а не с емкости аккумулятора

Батарея большего размера не обеспечивает автоматически пропорционально более продолжительное полезное время полета. Дополнительная запасенная энергия также увеличивает массу, что увеличивает потребность самолета в мощности и может уменьшить доступную полезную нагрузку. Таким образом, целью является достижение реального баланса между энергией, весом упаковки, возможностью непрерывного тока и требованиями к полету самолета.

· FPV и кинематографические платформы: соотношение мощности и веса, компактные размеры и способность пиковой разрядки.

· Картографические и инспекционные БПЛА: долговечность, стабильная производительность, повторяемость выполнения задач и запас полезной нагрузки.

· Сельскохозяйственные БПЛА и БПЛА с большой полезной нагрузкой: более высокая установленная энергия, устойчивая текущая способность и тепловой запас.

· Индивидуальные промышленные БПЛА: конфигурация на основе фактического напряжения самолета, требований к двигателю/ESC, полезной нагрузки и условий установки.

2. Дерево решений быстрого выбора

3. Матрица выбора батареи для БПЛА 6S

Следующие эталонные конфигурации показывают, почему одного Ah недостаточно для выбора БПЛА. Мощность, установленная энергия, масса упаковки и текущие возможности взаимосвязаны и должны соответствовать задаче самолета.

Примечание по выбору: конфигурация 6S40Ah обеспечивает самую высокую установленную энергию в этом эталонном наборе, тогда как конфигурация 6S30Ah имеет самый высокий указанный непрерывный ток. Окончательный выбор должен основываться на требованиях к мощности самолета и весовом балансе, а не только на рейтинге грузоподъемности.

4. Платформы ячеек с высокой плотностью энергии

Высокоэнергетические пакетные элементы могут увеличить установленную энергию без увеличения массы упаковки с той же скоростью, что и традиционные конфигурации. Это особенно полезно, когда выносливость и полезная нагрузка конкурируют за один и тот же бюджет взлетной массы.

Одна доступная платформа литий-ионных полимерных аккумуляторных батарей емкостью 41 Ач рассчитана на номинальное напряжение 3,5 В, типичную емкость 41,0 Ач, средний вес примерно 367 г и среднюю плотность энергии на уровне элемента 413 Втч/кг. В той же спецификации указан максимальный непрерывный разряд 3C при >=15% SOC и максимальный импульсный разряд 5C/10 с при >=40% SOC.

Плотность энергии на уровне клеток и плотность энергии готовой упаковки не являются взаимозаменяемыми. Результаты на уровне упаковки зависят от выбора элементов, соединения, проводки, механической конструкции, защиты, изоляции и других требований к интеграции.

5. Вес, время полета и полезная нагрузка.

Разработка аккумуляторов для БПЛА — это компромисс между тремя связанными переменными: установленной энергией, массой батареи и доступной полезной нагрузкой. Увеличение мощности может увеличить выносливость, но добавленная масса также увеличивает потребность в двигательной активности. По этой причине HSS Energy оценивает все требования к самолету, прежде чем рекомендовать пакет.

6. Возможность сброса должна соответствовать профилю полета.

Непрерывный ток поддерживает нормальные операции миссии, такие как крейсерский полет, зависание и постоянная работа с полезной нагрузкой. Пиковый ток охватывает кратковременные события, такие как взлет, быстрый набор высоты, ускорение или переходная тяжелая нагрузка. Одного только ярлыка с высоким рейтингом C недостаточно; Батарея должна быть оценена в соответствии с фактическим потреблением тока самолета и условиями эксплуатации.

Для спецификации элемента емкостью 41 Ач, поставляемой для этого решения, определенные эксплуатационные пределы включают зарядку в зависимости от температуры, операцию разряда от -20°C до 55°C и особые условия SOC для непрерывного и импульсного разряда. Эти ограничения следует учитывать при проектировании упаковки и BMS, а не рассматривать как общие возможности ячейки.

7. Архитектура батареи по приложениям

8. Разработка аккумуляторов для БПЛА на заказ

Аккумулятор размещается вокруг самолета, а не требует установки стандартного аккумулятора. Разработка OEM/ODM может охватывать:

· Химия: LiPo, Li-ion или полутвердая платформа в зависимости от проекта.

· Платформа напряжения: 3S, 6S, 8S, 12S, 14S и пользовательские конфигурации.

· Емкость, энергия и целевой вес упаковки.

· Требования к непрерывному и пиковому разряду.

· Размеры упаковки и установочный конверт для самолета.

· Основной кабель питания, балансировочный провод и разъем, например XT60 или XT90, если применимо.

· Механическая конструкция, изоляция, маркировка и конструкция упаковки для конкретного проекта.

· BMS или стратегия защиты, если этого требуют архитектура и применение батареи.

9. От требования к подтверждению летных испытаний

10. Инженерный контроль ячеек и упаковки

Спецификация поставляемого элемента емкостью 41 Ач требует контролируемой интеграции блока, а не простого последовательного соединения. Это требует мониторинга и защиты BMS, измерения температуры, учета тепловыделения и механического управления элементами. Спецификация также определяет пороговые значения защиты от перезаряда, чрезмерного разряда, перегрузки по току, короткого замыкания и перегрева.

Для конструкции модуля документ о ячейке рекомендует контролируемое предварительное сжатие, зарезервированное пространство для расширения и равномерное усилие по всей контактной поверхности ячейки. Эти требования учитываются при механическом проектировании, когда их требует выбранная сотовая платформа.

11. Эталонные аккумуляторные платформы

12. Что нам нужно для подбора батарей

· Тип и применение самолета

· Требуемое напряжение аккумулятора или количество S

· Информация о двигателе и ESC

· Текущая емкость аккумулятора, размеры и вес

· Нормальный и пиковый ток, если таковой имеется.

· Полезная нагрузка и максимальная взлетная масса

· Заданное время полета и профиль миссии

· Требования к разъему и кабелю

· Ориентировочное количество образцов и продукции

13. Отказ от ответственности за параметры

Технические характеристики батареи и эталонные конфигурации, показанные в этом решении, предназначены для предварительного выбора и инженерного обсуждения. Конечное напряжение, емкость, энергия, вес, размеры, разрядная способность, плотность энергии, платформа элементов, разъем и другие параметры могут варьироваться в зависимости от требований к самолету, условий эксплуатации и разработки продукта. Плотность энергии на уровне клеток не следует интерпретировать как плотность энергии готовой упаковки. Окончательные спецификации зависят от подтвержденного технического описания, утверждения образца, технического соглашения, ПИ или контракта.

Получить конфигурацию батареи

Отправьте электрические данные самолета, текущую информацию о батарее, полезную нагрузку, целевое время полета и ограничения по установке. HSS Energy может подготовить предложение по батарее для оценки прототипа и подтверждения летных испытаний.