ไม่ว่าคุณจะเป็นผู้ชื่นชอบการใช้โดรนในการถ่ายภาพทางอากาศแบบภาพยนตร์ หรือเป็นวิศวกรที่ออกแบบ UAV อุตสาหกรรมเพื่อการเกษตรหรือการตรวจสอบ ส่วนประกอบหนึ่งจะกำหนดประสิทธิภาพการบินของคุณได้ในท้ายที่สุด: แบตเตอรี่.

สำหรับโดรน แบตเตอรี่เป็นมากกว่าแหล่งพลังงาน แต่เป็น หัวใจของทั้ง ระบบ เวลาบิน ความจุของน้ำหนักบรรทุก ความปลอดภัย และความน่าเชื่อถือ ทั้งหมดขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ใช้

ปัจจุบัน แบตเตอรี่สองรูปแบบครองอุตสาหกรรม UAV:

• เซลล์ลิเธียมไอออนทรงกระบอก 21,700 เซลล์

• เซลล์กระเป๋า (รวมถึง LiPo และแบตเตอรี่กึ่งแข็งที่เกิดขึ้นใหม่)

เทคโนโลยีทั้งสองถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในชุดแบตเตอรี่โดรน แต่รองรับปรัชญาการออกแบบที่แตกต่างกัน การทำความเข้าใจความแตกต่างสามารถช่วยให้วิศวกรและผู้สร้าง DIY เลือกโซลูชันที่เหมาะสมได้

เรามาสำรวจว่าแบตเตอรี่ประเภทนี้เปรียบเทียบกันอย่างไร

---

1. ความทนทานน้ำหนักเบา: แบตเตอรี่สำหรับกล้องและโดรนผู้บริโภค

สำหรับโดรนถ่ายภาพทางอากาศและ UAV น้ำหนักเบา โดยทั่วไปเป้าหมายการออกแบบหลักคือ:

• ความหนาแน่นของพลังงานสูง

• น้ำหนักเบา

• เวลาบินนาน

ในอดีต โดรนผู้บริโภคจำนวนมากใช้ เซลล์กระเป๋าลิเธียมโพลีเมอ (LiPo) ร์ แบตเตอรี่เหล่านี้มีข้อดีหลายประการ:

รูปร่างที่ยืดหยุ่น

เซลล์กระเป๋าไม่มีปลอกโลหะแข็งซึ่งต่างจากเซลล์ทรงกระบอก ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถออกแบบ ชุดแบตเตอรี่ที่บางและกะทัดรัดซึ่งเข้ากับโครงสร้างภายในของโดรนได้อย่างสมบูรณ์แบบ.

นี่คือสาเหตุที่โดรนผู้บริโภคระดับไฮเอนด์จำนวนมากใช้ แบตเตอรี่แบบกระเป๋าที่ออกแบบเอง.

ความสามารถในการคายประจุสูง

มอเตอร์โดรนมักต้องการ พลังงานที่ระเบิดกะทันหัน โดย เฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการบินขึ้นหรือเมื่อทรงตัวในสภาพลมแรง เซลล์กระเป๋า LiPo มี อัตราการคายประจุสูง ทำให้เหมาะสำหรับสภาพการบินที่มีพลวัต

อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เซลล์ลิเธียมไอออนทรงกระบอกจำนวน 21,700 เซลล์ เริ่มได้รับความสนใจในอุตสาหกรรมโดรน

---

2. การเพิ่มขึ้นของเซลล์ทรงกระบอก 21,700 เซลล์ในการออกแบบ UAV

รูป แบบเซลล์ 21700 หมายถึงแบตเตอรี่ทรงกระบอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 21 มม. และสูง 70 มม . มีขนาดใหญ่กว่า 18650 เซลล์แบบเดิมและมีการปรับปรุงประสิทธิภาพหลายประการ

ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น

เซลล์ 21700 สมัยใหม่สามารถบรรลุ ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงมาก ซึ่งหมายความว่าสามารถเก็บพลังงานได้มากขึ้นในน้ำหนักเท่าเดิม

ตัวอย่างเช่น เซลล์ประสิทธิภาพสูง 21,700 เซลล์สามารถเข้าถึง 300–420 Wh/kg ทำให้โดรนสามารถขยายเวลาการบินได้อย่างมาก

สำหรับบางแอปพลิเคชัน สิ่งนี้จะเพิ่มความทนทานจาก 20 นาทีเป็น 40–45 นาที.

วงจรชีวิตอีกต่อไป

เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ LiPo ที่มีการคายประจุสูงที่ใช้ในแอปพลิเคชัน RC เซลล์ลิเธียมไอออนทรงกระบอกมักจะ มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ซึ่งช่วยลดต้นทุนการเปลี่ยนสำหรับผู้ปฏิบัติงานโดรนบ่อยครั้ง

เสถียรภาพทางกลที่ดีขึ้น

เซลล์ทรงกระบอกมีตัวเรือนโลหะที่แข็งแกร่งซึ่งมี การป้องกันทางกลและความสมบูรณ์ของโครงสร้าง ที่ดีกว่า ซึ่งอาจเป็นประโยชน์ในสภาพแวดล้อมที่ขรุขระ

อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อจำกัดในการออกแบบบางประการด้วย

---

3. ข้อจำกัดที่สำคัญของเซลล์ทรงกระบอกในแบตเตอรี่โดรน

แม้จะมีข้อได้เปรียบ แต่เซลล์ทรงกระบอกก็ 21700 มีข้อเสียเปรียบพื้นฐานสำหรับการออกแบบโดรน

เรขาคณิตคงที่

เซลล์ทรงกระบอกมีรูปร่างคงที่ ซึ่งจำกัดประสิทธิภาพในการจัดเรียงเซลล์เหล่านั้นภายในโครงโดรนขนาดกะทัดรัด

เปรียบเทียบกับเซลล์กระเป๋า:

• เซลล์ทรงกระบอกสร้าง ช่องว่างที่ไม่ได้ใช้

• ก้อนแบตเตอรี่จะ เทอะทะมาก ขึ้น

• การบูรณาการเชิงโครงสร้างมีความซับซ้อนมากขึ้น

สำหรับโดรนที่ ทุกกรัมและทุกมิลลิเมตรมีความสำคัญ สิ่งนี้สามารถลดประสิทธิภาพของระบบโดยรวมได้

นี่คือเหตุผลหนึ่งว่าทำไมชุดแบตเตอรี่ UAV สมัยใหม่จำนวนมาก — โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโดรนประสิทธิภาพสูง — ยังคงพึ่งพา สถาปัตยกรรมเซลล์แบบกระเป๋า.

---

4. โดรนอุตสาหกรรมและการเกษตร: กำลังและการคายประจุสูง

UAV อุตสาหกรรม เช่น โดรนฉีดพ่นทางการเกษตร ทำงานภายใต้สภาวะที่แตกต่างกันมากเมื่อเทียบกับโดรนสำหรับผู้บริโภค

แทนที่จะออกแบบให้มีน้ำหนักเบา โดรนเหล่านี้ให้ความสำคัญกับ:

• กระแสคายประจุที่สูงมาก

• ระบบแบตเตอรี่ไฟฟ้าแรงสูง

• ความสามารถในการยกน้ำหนักบรรทุกหนัก

โดรนเพื่อการเกษตรมัก บรรทุกของเหลวได้ 10–30 ลิตร ซึ่งต้องใช้ระบบหลายโรเตอร์ขนาดใหญ่ที่มีกำลังมอเตอร์สูง

ในระหว่างการบินขึ้น ชุดแบตเตอรี่อาจต้องจ่าย กระแสไฟฟ้าหลายร้อยแอมป์ทันที.

ด้วยเหตุนี้ แบตเตอรี่แบบถุงคายประจุสูง (LiPo) จึงยังคงเป็นตัวเลือกที่โดดเด่นใน UAV ทางการเกษตร

ระบบแบตเตอรี่เหล่านี้มักได้รับการกำหนดค่าเป็น:

• 6S (22.2V)

• 12S (44.4V)

• หรือแม้กระทั่งการกำหนดค่าแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น

เซลล์ถุงอัตราสูงสามารถให้ พลังงานระเบิดที่จำเป็นในการยกของหนัก ซึ่งบางครั้งเซลล์ทรงกระบอกประสบปัญหาในการจับคู่โดยไม่มีการกำหนดค่าแบบขนานขนาดใหญ่

---

5. รุ่นต่อไป: เซลล์กระเป๋าแบบกึ่งแข็งและแบบโซลิดสเตต

ในขณะที่แบตเตอรี่ 21700 และ LiPo ครองตลาดในปัจจุบัน เทคโนโลยีใหม่กำลังเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว: แบตเตอรี่แบบซองกึ่งแข็งและโซลิดสเตต.

แบตเตอรี่เหล่านี้แสดงถึงวิวัฒนาการครั้งสำคัญถัดไปของระบบไฟฟ้า UAV

ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น

เซลล์กระเป๋ากึ่งแข็งขั้นสูงมีพลังงานถึง 360–500 Wh/kg แล้ว ซึ่งสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปอย่างมาก

ซึ่งหมายความว่าโดรนในอนาคตอาจบรรลุผล:

• เวลาบินนานขึ้น

• ความจุน้ำหนักบรรทุกที่สูงขึ้น

• ระบบแบตเตอรี่ที่เบากว่า

ความปลอดภัยที่ได้รับการปรับปรุง

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบดั้งเดิมอาศัย อิเล็ก โทรไลต์เหลว ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงจากไฟไหม้ได้ภายใต้สภาวะที่รุนแรง

แบตเตอรี่โซลิดสเตตหรือกึ่งแข็งจะเปลี่ยนอิเล็กโทรไลต์เหลวนี้ด้วย วัสดุที่เป็นของแข็งหรือคล้ายเจล ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัยได้อย่างมาก

นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับโดรนที่ปฏิบัติการ:

• เหนือเมือง

• ใกล้ผู้คน

• ในสภาพแวดล้อมที่ละเอียดอ่อน

ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำดีขึ้น

เทคโนโลยีโซลิดสเตตยังนำเสนอ ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ ทำให้เหมาะสำหรับโดรนที่ใช้ใน:

• การทำแผนที่

• การตรวจสอบ

• ปฏิบัติการบนที่สูง

ผู้ผลิตแบตเตอรี่หลายรายกำลังพัฒนา แบตเตอรี่ UAV กึ่งแข็งแบบซองแบบแข็ง เนื่องจากรูปแบบของซองสามารถเข้ากันได้กับเคมีของเซลล์ยุคใหม่โดยธรรมชาติ

---

6. คุณควรเลือกแบตเตอรี่ชนิดใดสำหรับชุดแบตเตอรี่โดรน DIY

ไม่มีคำตอบที่เป็นสากล — ตัวเลือกที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับการออกแบบโดรนของคุณ

เลือก 21700 เซลล์หาก:

• คุณต้องการ วงจรชีวิตที่ยาวนาน

• โครงโดรนช่วยให้สามารถ จัดวางแพ็คทรงกระบอก ได้

• อัตราการปลดปล่อยปานกลางเป็นที่ยอมรับได้

• คุณชอบ ชุดประกอบ DIY แบบโมดูลาร์

เลือกเซลล์กระเป๋าหาก:

• คุณต้องการ กำลังขับสูงสุด

• ประสิทธิภาพของน้ำหนักและพื้นที่เป็นสิ่งสำคัญ

• โดรนต้องใช้ รูปทรงแบตเตอรี่แบบกำหนดเอง

• คุณต้องการเข้าถึง เทคโนโลยีกึ่งแข็งรุ่นต่อไป

ในระบบ UAV ขั้นสูงหลายระบบในปัจจุบัน เซลล์กระเป๋ากำลังกลายเป็นสถาปัตยกรรมที่ต้องการมากขึ้น เนื่องจากความยืดหยุ่น ความสามารถด้านพลังงาน และความเข้ากันได้ในอนาคตกับเคมีโซลิดสเตต

---

บทสรุป

เทคโนโลยีโดรนยังคงพัฒนาอย่างรวดเร็ว และแบตเตอรี่ที่จ่ายพลังงานให้กับโดรนก็เช่นกัน

ในขณะที่ เซลล์ทรงกระบอก 21,700 เซลล์ ให้ความหนาแน่นและความทนทานของพลังงานที่ดีเยี่ยม แต่ เซลล์แบบกระเป๋า โดยเฉพาะแบตเตอรี่แบบกระเป๋ากึ่งแข็ง กำลังกลายเป็นโซลูชันที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับระบบพลังงาน UAV ยุคหน้า.

สำหรับวิศวกร ช่างสร้างโดรน และนักออกแบบชุดแบตเตอรี่ การทำความเข้าใจเทคโนโลยีเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญในการสร้างโดรนที่ปลอดภัยกว่า เบากว่า และมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า

ในขณะที่นวัตกรรมแบตเตอรี่เร่งตัวขึ้น อนาคตของระบบพลังงาน UAV มีแนวโน้มที่จะถูกกำหนดโดย เซลล์กระเป๋าพลังงานสูงและเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตต.