Či už ste nadšenec dronov, ktorý zachytáva filmové letecké zábery, alebo inžinier navrhujúci priemyselné bezpilotné prostriedky pre poľnohospodárstvo alebo inšpekciu, jeden komponent v konečnom dôsledku určuje váš letový výkon: batéria..

Pre drony je batéria viac ako len zdroj energie – je srdcom celého systému . Doba letu, nosnosť, bezpečnosť a spoľahlivosť závisia od použitej technológie batérie.

Dnes v odvetví UAV dominujú dva formáty batérií:

• 21700 valcových lítium-iónových článkov

• vreckové články (vrátane LiPo a nových polotuhých batérií)

Obe technológie sú široko používané v batériových súpravách pre drony, ale slúžia rôznym filozofiám dizajnu. Pochopenie rozdielov môže pomôcť inžinierom a domácim staviteľom vybrať si správne riešenie.

Pozrime sa, ako sa tieto typy batérií porovnávajú.

---

1. Ľahká výdrž: Batérie pre fotoaparáty a spotrebiteľské drony

Pre letecké bezpilotné lietadlá a ľahké UAV sú primárne ciele návrhu zvyčajne:

• vysoká hustota energie

• nízka hmotnosť

• dlhý čas letu

Historicky veľa spotrebiteľských dronov používalo lítium-polymérové ​​(LiPo) vreckové články . Tieto batérie ponúkajú niekoľko výhod:

Flexibilný tvar

Na rozdiel od cylindrických článkov nemajú vreckové články pevné kovové obaly. To umožňuje výrobcom navrhnúť tenké, kompaktné batérie, ktoré dokonale ladia s vnútornou štruktúrou dronu.

To je dôvod, prečo mnoho špičkových spotrebiteľských dronov používa špeciálne tvarované batérie.

Schopnosť vysokého vybíjania

Motory dronov často vyžadujú náhle prepuknutie energie , najmä počas vzletu alebo pri stabilizácii v silnom vetre. Vreckové články LiPo sú schopné vysokej rýchlosti vybíjania , vďaka čomu sú vhodné pre dynamické letové podmienky.

V posledných rokoch si však 21 700 valcových lítium-iónových článkov . v odvetví dronov začalo získavať pozornosť

---

2. Vzostup 21700 valcových článkov v dizajne UAV

Formát 21700 článkov sa vzťahuje na valcovú batériu s priemerom 21 mm a výškou 70 mm . Je väčšia ako tradičná 18650 bunka a ponúka niekoľko vylepšení výkonu.

Vyššia hustota energie

Moderné články 21700 dokážu dosiahnuť veľmi vysokú hustotu energie , čo znamená, že pri rovnakej hmotnosti možno uložiť viac energie.

Napríklad vysokovýkonné články 21700 môžu dosiahnuť 300–420 Wh/kg , čo umožňuje dronom výrazne predĺžiť dobu letu.

Pri niektorých aplikáciách sa výdrž zvýšila z 20 minút na 40–45 minút.

Dlhšia životnosť cyklu

V porovnaní s vysokonabíjacími LiPo batériami používanými v RC aplikáciách, valcové lítium-iónové články často poskytujú dlhšiu životnosť , čo znižuje náklady na výmenu pre častých operátorov dronov.

Lepšia mechanická stabilita

Cylindrické články majú pevné kovové kryty, ktoré ponúkajú lepšiu mechanickú ochranu a štrukturálnu integritu , čo môže byť prospešné v drsnom prostredí.

Prinášajú však aj určité konštrukčné obmedzenia.

---

3. Kľúčové obmedzenie cylindrických článkov v batériách pre drony

Napriek svojim výhodám majú valcové bunky 21700 zásadnú nevýhodu pre dizajn dronov.

Pevná geometria

Cylindrické bunky majú pevný tvar, čo obmedzuje efektívnosť ich usporiadania v kompaktných rámoch dronov.

V porovnaní s vreckovými bunkami:

• cylindrické bunky vytvárajú nevyužité medzery

• batérie sa stávajú objemnejšími

• štrukturálna integrácia sa stáva zložitejšou

Pre drony, kde záleží na každom grame a každom milimetri , to môže znížiť celkovú efektivitu systému.

To je jeden z dôvodov, prečo sa mnoho moderných UAV batérií – najmä vo vysokovýkonných dronoch – naďalej spolieha na architektúru puzdier..

---

4. Priemyselné a poľnohospodárske drony: Výkon a vysoký výboj

Priemyselné UAV, ako sú poľnohospodárske striekacie drony, fungujú za veľmi odlišných podmienok v porovnaní so spotrebiteľskými dronmi.

Namiesto ľahkého dizajnu tieto drony uprednostňujú:

• extrémne vysoký vybíjací prúd

• vysokonapäťové batériové systémy

• schopnosť zdvíhania ťažkého nákladu

Poľnohospodárske drony často nesú 10 až 30 litrov kvapalného užitočného zaťaženia , čo si vyžaduje veľké viacrotorové systémy s významným výkonom motora.

Počas vzletu môže byť potrebné, aby akumulátory okamžite dodali stovky ampérov prúdu.

Z tohto dôvodu vreckové batérie s vysokým vybíjaním (LiPo) . zostávajú v poľnohospodárskych UAV dominantnou voľbou

Tieto batériové systémy sú často konfigurované ako:

• 6S (22,2 V)

• 12S (44,4V)

• alebo dokonca konfigurácie s vyšším napätím

Vysokorýchlostné vreckové články môžu poskytnúť nárazovú energiu potrebnú na zdvíhanie ťažkých bremien , s ktorými sa valcové články niekedy snažia vyrovnať bez veľkých paralelných konfigurácií.

---

5. Nová generácia: Polopevné a polopevné vreckové články

Zatiaľ čo batérie 21700 a LiPo dominujú dnešnému trhu, rýchlo sa objavuje nová technológia: polotuhé a polopevné batérie..

Tieto batérie predstavujú ďalší veľký vývoj v napájacích systémoch UAV.

Vyššia hustota energie

Pokročilé polotuhé vreckové články už dosahujú 360 – 500 Wh/kg , čo je výrazne viac ako bežné lítium-iónové batérie.

To znamená, že budúce drony môžu dosiahnuť:

• dlhšie letové časy

• vyššia nosnosť

• ľahšie batériové systémy

Vylepšená bezpečnosť

Tradičné lítium-iónové batérie sa spoliehajú na tekuté elektrolyty , ktoré môžu v extrémnych podmienkach predstavovať riziko požiaru.

Pevné alebo polotuhé batérie nahrádzajú tento tekutý elektrolyt pevnými alebo gélovými materiálmi , ktoré výrazne zvyšujú bezpečnosť.

Toto je obzvlášť dôležité pre drony prevádzkujúce:

• nad mestami

• v blízkosti ľudí

• v citlivých prostrediach

Lepší výkon pri nízkych teplotách

Polovodičové technológie tiež ponúkajú lepší výkon pri nízkych teplotách , vďaka čomu sú ideálne pre drony používané v:

• mapovanie

• inšpekcia

• výškové operácie

Mnoho výrobcov batérií aktívne vyvíja polotuhé UAV batérie na báze vreciek , pretože formát vrecúšok je prirodzene kompatibilný s chémiou článkov novej generácie.

---

6. Akú batériu by ste si teda mali vybrať pre svoj vlastný dron?

Neexistuje univerzálna odpoveď – správna voľba závisí od dizajnu vášho dronu.

Vyberte 21700 buniek, ak:

• chcete dlhú životnosť cyklu

• rám dronu umožňuje valcové usporiadanie balenia

• mierne rýchlosti vybíjania sú prijateľné

• uprednostňujete modulárnu svojpomocnú montáž

Vyberte bunky vrecka, ak:

• potrebujete maximálny výkon

• váha a priestorová efektívnosť sú rozhodujúce

• dron vyžaduje vlastné tvary batérie

• chcete prístup k polopevným technológiám novej generácie

V mnohých pokročilých systémoch UAV sa dnes vreckové bunky čoraz viac stávajú preferovanou architektúrou kvôli ich flexibilite, napájacej kapacite a budúcej kompatibilite s chémiou v pevnej fáze.

---

Záver

Technológia dronov sa neustále rýchlo vyvíja a rovnako tak aj batérie, ktoré ju napájajú.

Zatiaľ čo 21700 cylindrických článkov ponúka vynikajúcu hustotu energie a odolnosť, vreckové články – najmä polotuhé vreckové batérie – sa objavujú ako najsľubnejšie riešenie pre napájacie systémy UAV novej generácie..

Pre inžinierov, konštruktérov dronov a konštruktérov batérií je pochopenie týchto technológií nevyhnutné na vytvorenie bezpečnejších, ľahších a trvanlivejších dronov.

Ako sa inovácie batérií zrýchľujú, budúcnosť energetických systémov UAV bude pravdepodobne formovať vysokoenergetické vreckové články a technológie polovodičových batérií..