UAV og drone batteriløsninger

For UAV-platforme er batterivalg ikke kun en kapacitetsbeslutning. Flyspænding, startvægt, nyttelast, motor- og ESC-behov, påkrævet flyvetid, afladningsstrøm og pakningsmasse skal betragtes under ét. HSS Energy udvikler LiPo, Li-ion og højenergi halvfaste UAV-batterikonfigurationer til FPV, kortlægning, inspektion, landbrugs- og andre industrifly.

Reference UAV-platform til evaluering af batteriintegration

1. Start med flyet, ikke batterikapaciteten

Et større batteri giver ikke automatisk en forholdsmæssigt længere brugbar flyvetid. Yderligere lagret energi tilføjer også masse, hvilket øger flyets strømbehov og kan reducere tilgængelig nyttelast. Målet er derfor en brugbar balance mellem energi, pakningsvægt, kontinuerlig strømkapacitet og krav til flymissioner.

· FPV og filmiske platforme: effekt-til-vægt-forhold, kompakte dimensioner og maksimal afladningskapacitet.

· Mapping and inspection UAVs: endurance, stable output, repeatable mission performance and payload margin.

· UAV'er til landbrug og tung nyttelast: højere installeret energi, vedvarende strømkapacitet og termisk margin.

· Tilpassede industrielle UAV'er: konfiguration baseret på faktisk flyspænding, motor/ESC-behov, nyttelast og installationsramme.

2. Hurtigt valg beslutningstræ

3. 6S UAV batterivalgsmatrix

De følgende referencekonfigurationer viser, hvorfor Ah alene ikke er tilstrækkeligt til UAV-valg. Kapacitet, installeret energi, pakkemasse og strømkapacitet bevæger sig sammen og bør matches til flyets mission.

Valgnote: 6S40Ah-konfigurationen bærer den højeste installerede energi i dette referencesæt, mens 6S30Ah-konfigurationen har den højeste listede kontinuerlige strøm. Det endelige valg bør følge flyets effektbehov og vægtbudget frem for kapacitetsrangeringen alene.

4. Celleplatforme med høj energidensitet

Højenergi-poseceller kan øge den installerede energi uden at øge pakkemassen i samme hastighed som konventionelle konfigurationer. Dette er især nyttigt, hvor udholdenhed og nyttelast konkurrerer om det samme startvægt-budget.

En tilgængelig 41Ah genopladelig lithium-ion polymer celleplatform er specificeret ved 3,5V nominel spænding, 41,0Ah typisk kapacitet, cirka 367g gennemsnitsvægt og 413Wh/kg gennemsnitlig energitæthed på celleniveau. Samme specifikation angiver 3C maksimal kontinuerlig afladning ved >=15% SOC og 5C/10s maksimal pulsudladning ved >=40% SOC.

Energitæthed på celleniveau og energitæthed i færdigpakke er ikke udskiftelige. Resultater på pakkeniveau afhænger af cellevalg, sammenkobling, ledninger, mekanisk struktur, beskyttelse, isolering og andre integrationskrav.

5. Vægt, flyvetid og nyttelast

UAV-batteriteknik er en afvejning mellem tre forbundne variabler: installeret energi, batterimasse og tilgængelig nyttelast. Øget kapacitet kan forlænge udholdenheden, men den tilføjede masse øger også fremdriftsbehovet. Af denne grund evaluerer HSS Energy det komplette flybehov, før det anbefales en pakke.

6. Afladningskapacitet skal matche flyveprofilen

Kontinuerlig strøm understøtter normal missionsdrift såsom krydstogt, hover og vedvarende nyttelastarbejde. Spidsstrøm dækker over kortvarige begivenheder såsom start, hurtig stigning, acceleration eller forbigående tung belastning. Et mærke med høj C-rate alene er ikke nok; batteriet skal vurderes i forhold til flyets aktuelle efterspørgsel og driftsforhold.

For 41Ah-cellespecifikationen, der leveres til denne løsning, omfatter de definerede driftsgrænser temperaturafhængig opladning, afladningsdrift fra -20°C til 55°C og specifikke SOC-betingelser for kontinuerlig og pulsudladning. Disse grænser bør medtages i paknings- og BMS-design i stedet for at blive behandlet som generisk cellekapacitet.

7. Batteriarkitektur efter applikation

8. Custom UAV Battery Engineering

Batteriet er konfigureret omkring flyet i stedet for at tvinge flyet til at passe en standardpakke. OEM/ODM-udvikling kan dække:

· Kemi: LiPo, Li-ion eller semi-solid platform i henhold til projektet.

· Spændingsplatform: 3S, 6S, 8S, 12S, 14S og brugerdefinerede konfigurationer.

· Kapacitet, energi og målpakkevægt.

· Kontinuerlige og spidsbelastningskrav.

· Pakkedimensioner og flyinstallationskonvolut.

· Valg af hovedstrømkabel, balanceledning og stik, såsom XT60 eller XT90, hvor det er relevant.

· Mekanisk struktur, isolering, mærkning og projektspecifik pakkekonstruktion.

· BMS eller beskyttelsesstrategi, hvor det kræves af batteriarkitekturen og applikationen.

9. Fra krav til fly-testbekræftelse

10. Celle- og pakketekniske kontroller

Den medfølgende 41Ah cellespecifikation kræver kontrolleret pakkeintegration frem for simpel serieforbindelse. Det kræver BMS-overvågning og -beskyttelse, temperaturføling, overvejelse af varmeafledning og mekanisk kontrol af cellerne. Specifikationen definerer også beskyttelsestærskler for overopladning, overafladning, overstrøm, kortslutning og overtemperaturforhold.

Til modulkonstruktion anbefaler celledokumentet kontrolleret forkomprimering, reserveret ekspansionsplads og jævn kraft på tværs af cellekontaktfladen. Disse krav tages i betragtning under mekanisk design, når den valgte celleplatform kræver dem.

11. Reference batteriplatforme

12. Hvad vi har brug for til batterimatchning

· Flytype og anvendelse

· Påkrævet batterispænding eller S-antal

· Motor- og ESC-oplysninger

· Nuværende batterikapacitet, dimensioner og vægt

· Normal og spidsstrøm, hvis tilgængelig

· Nyttelast og maksimal startvægt

· Mål flyvetid og missionsprofil

· Krav til stik og kabel

· Anslået prøve og produktionsmængde

13. Parameter Ansvarsfraskrivelse

Batterispecifikationer og referencekonfigurationer vist i denne løsning er til foreløbig valg og teknisk diskussion. Slutspænding, kapacitet, energi, vægt, dimensioner, afladningsevne, energitæthed, celleplatform, konnektor og andre parametre kan variere afhængigt af flyets krav, driftsforhold og produktudvikling. Energitæthed på celleniveau må ikke fortolkes som færdigpakkes energitæthed. De endelige specifikationer er underlagt det bekræftede datablad, prøvegodkendelse, teknisk aftale, PI eller kontrakt.

Få en batterikonfiguration

Send flyets elektriske data, aktuelle batterioplysninger, nyttelast, målflyvetid og installationsgrænser. HSS Energy kan udarbejde et batteriforslag til prototypeevaluering og flytestbekræftelse.