موازية مقابل سلسلة تكوينات LIPO لطائرات بدون طيار الثقيلة

الجهد مقابل المتطلبات الحالية في التصميمات المتعددة الثقيلة

عندما يتعلق الأمر بتزويد أجهزة التشغيل المتعددة الثقيلة ، فإن فهم العلاقة بين الجهد والمتطلبات الحالية أمر بالغ الأهمية. تؤثر هاتان الخصائص الكهربائية بشكل كبير على أداء وقدرات الطائرات بدون طيار مصممة لحمل حمولات كبيرة.

دور الجهد في أداء المحرك

يلعب الجهد دورًا مهمًا في تحديد سرعة وإخراج الطاقة للمحركات الكهربائية المستخدمة في الطائرات بدون طيار الثقيلة. تؤدي الفولتية الأعلى عمومًا إلى زيادة عدد الدورات في الدقيقة وعزم الدوران ، وهو أمر ضروري لرفع الحمولة الثقيلة والمناورة. في تكوين سلسلة ،بطارية Lipoترتبط الخلايا بزيادة الجهد الكلي ، مما يوفر الطاقة اللازمة للمحركات عالية الأداء.

المطالب الحالية وتأثيرها على وقت الرحلة

في حين أن الجهد يؤثر على أداء المحرك ، فإن السحب الحالي يؤثر بشكل مباشر على وقت رحلة الطائرات بدون طيار والكفاءة الكلية. غالبًا ما تتطلب تصاميم الرفع الثقيل مستويات عالية من التيار للحفاظ على الطاقة اللازمة لرفع وصيانة الطيران بحمولة كبيرة. يمكن لتكوينات البطارية الموازية معالجة هذه المتطلبات الحالية العالية عن طريق زيادة القدرة الإجمالية والقدرات الحالية لنظام الطاقة.

موازنة الجهد والتيار من أجل الأداء الأمثل

يعد تحقيق التوازن الصحيح بين الجهد والمتطلبات الحالية أمرًا بالغ الأهمية لزيادة كفاءة وأداء الطائرات بدون طيار الثقيلة. غالبًا ما يتضمن هذا الرصيد دراسة متأنية للمواصفات الحركية وحجم المروحة ومتطلبات الحمولة الصافية وخصائص الرحلة المطلوبة. من خلال تحسين تكوين بطارية LIPO ، يمكن لمصممي الطائرات بدون طيار تحقيق المزيج المثالي من الطاقة والكفاءة ومدة الطيران لتطبيقات الرفع الثقيل المحدد.

كيفية حساب عدد الخلايا الأمثل لحمولة الطائرات بدون طيار الصناعية

يتطلب تحديد عدد الخلايا الأمثل لحمولة الطائرات بدون طيار الصناعية نهجًا منهجيًا يأخذ في الاعتبار العوامل المختلفة التي تؤثر على أداء الطائرات بدون طيار وكفاءتها. باتباع عملية حساب منظمة ، يمكن للمصممين تحديد تكوين بطارية LIPO الأكثر ملاءمة لتطبيقاتهم الثقيلة المحددة.

تقييم متطلبات الطاقة

تتضمن الخطوة الأولى في حساب عدد الخلايا الأمثل تقييمًا شاملاً لمتطلبات الطاقة الطائرات بدون طيار. وهذا يشمل النظر في عوامل مثل:

1. إجمالي وزن الطائرات بدون طيار ، بما في ذلك الحمولة النافعة

2. وقت الرحلة المطلوب

3. مواصفات المحرك والكفاءة

4. حجم المروحة والملعب

5. ظروف الرحلة المتوقعة (الرياح ، درجة الحرارة ، الارتفاع)

من خلال تحليل هذه العوامل ، يمكن للمصممين تقدير إجمالي استهلاك الطاقة للطائرات بدون طيار خلال مراحل الطيران المختلفة ، بما في ذلك الإقلاع ، والتحوم ، والرحلة الأمامية.

تحديد احتياجات الجهد والقدرة

بمجرد إنشاء متطلبات الطاقة ، تتمثل الخطوة التالية في تحديد احتياجات الجهد والقدرة المثالية لنظام البطارية. هذا ينطوي على:

1. حساب الجهد الأمثل بناءً على مواصفات المحرك والأداء المطلوب

2. تقدير السعة المطلوبة (في MAH) لتحقيق وقت الرحلة المطلوب

3. بالنظر إلى الحد الأقصى لمعدل التفريغ المستمر اللازم لمتطلبات الطاقة الذروة

تساعد هذه الحسابات في تحديد تكوين الخلايا الأنسب ، سواء كان ترتيب سلسلة عالية الجهد أو إعداد متوازي عالي السعة.

تحسين عدد الخلايا والتكوين

مع مراعاة متطلبات الجهد والقدرة ، يمكن للمصممين المضي قدمًا في تحسين عدد الخلايا والتكوين. تتضمن هذه العملية عادة:

1. اختيار نوع الخلية المناسب (على سبيل المثال ، 18650 ، 21700 ، أو خلايا الحقيبة)

2. تحديد عدد الخلايا اللازمة في السلسلة لتحقيق الجهد المطلوب

3. حساب عدد مجموعات الخلايا المتوازية المطلوبة لتلبية متطلبات معدلات السعة والتفريغ

4. النظر في قيود الوزن وموازنة نسبة الطاقة إلى الوزن

من خلال تحسين عدد الخلايا وتكوينها بعناية ، يمكن للمصممين إنشاء ملفبطارية Lipoالنظام الذي يوفر التوازن المثالي للجهد والقدرة والتفريغ لتطبيقات الطائرات بدون طيار الصناعية الثقيلة.

دراسة الحالة: 12S مقابل 6p تكوينات في طائرات تسليم البضائع

لتوضيح الآثار العملية لتكوينات LIPO المتوازية والسلسلة في الطائرات بدون طيار الثقيلة ، دعنا نفحص دراسة حالة تقارن 12 ثانية (12 خلية في السلسلة) و 6p (6 خلايا بالتوازي) للطائرات بدون طيار تسليم البضائع. يسلط هذا المثال الحقيقي الضوء على المفاضلات والاعتبارات التي ينطوي عليها اختيار تكوين البطارية الأمثل لتطبيقات محددة.

نظرة عامة على السيناريو

فكر في طائرة بدون طيار لتسليم البضائع المصممة لحمل حمولات تصل إلى 10 كجم على مسافة 20 كم. تستخدم الطائرة بدون طيار أربعة محركات DC عالية الطاقة عالية الفرش وتتطلب نظام بطارية قادر على توفير كل من الجهد العالي لأداء المحرك وقدرة كافية لأوقات الطيران الممتدة.

12S تحليل التكوين

12Sبطارية Lipoيوفر التكوين عدة مزايا لتطبيق تسليم البضائع هذا:

1. الجهد العالي (44.4 فولت الاسمية ، 50.4 فولت مشحونة بالكامل) لزيادة كفاءة المحرك وإخراج الطاقة

2. انخفاض السحب الحالي لمستوى طاقة معين ، مما يحسن كفاءة النظام بشكل عام

3. الأسلاك المبسطة وانخفاض الوزن بسبب عدد أقل من الاتصالات المتوازية

ومع ذلك ، فإن إعداد 12S يمثل أيضًا بعض التحديات:

1. قد يتطلب الجهد العالي أجهزة تحكم سرعة إلكترونية أكثر قوة (ESCS) وأنظمة توزيع الطاقة

2. احتمال انخفاض وقت الرحلة إذا كانت السعة غير كافية

3. نظام إدارة البطاريات الأكثر تعقيدًا (BMS) مطلوب لموازنة ومراقبة 12 خلية في السلسلة

تحليل التكوين 6p

من ناحية أخرى ، يوفر تكوين 6p مجموعة مختلفة من المزايا والاعتبارات:

1. زيادة السعة وربما أوقات الطيران الأطول

2. قدرات المناولة الحالية الحالية ، مناسبة لسيناريوهات الطلب عالي الطاقة

3. تحسين التكرار وتحمل الأعطال بسبب مجموعات الخلايا المتوازية المتعددة

تشمل التحديات المرتبطة بإعداد 6p:

1. انخفاض ناتج الجهد ، وربما يتطلب أسلاك قياس أكبر ومحركات أكثر كفاءة

2. زيادة التعقيد في موازنة الخلايا المتوازية وإدارتها

3. إمكانية ارتفاع الوزن الإجمالي بسبب الأسلاك الإضافية والاتصالات

مقارنة الأداء والاختيار الأمثل

بعد الاختبار الشامل والتحليل ، لوحظت مقاييس الأداء التالية: في تكوين 12S ، كان وقت الرحلة 25 دقيقة ، مع حمولة أقصى قدرها 12 كجم وكفاءة الطاقة بنسبة 92 ٪. في تكوين 6p ، كان وقت الرحلة 32 دقيقة ، مع حمولة أقصى قدرها 10 كجم وكفاءة الطاقة 88 ٪.

في دراسة الحالة هذه ، يعتمد الاختيار الأمثل على الأولويات المحددة لتشغيل تسليم البضائع. إذا كانت سعة الحمولة القصوى وكفاءة الطاقة هي الشواغل الرئيسية ، فإن تكوين 12S يثبت أنه الخيار الأفضل. ومع ذلك ، إذا كان وقت الرحلة الممتد والتكرار المحسّن أكثر أهمية ، فإن إعداد 6p يوفر مزايا مميزة.

توضح دراسة الحالة هذه أهمية تقييم المقايضات بعناية بين تكوينات بطارية LIPO المتوازية والسلسلة في تطبيقات الطائرات بدون طيار الثقيلة. من خلال النظر في عوامل مثل متطلبات الجهد واحتياجات السعة وكفاءة الطاقة والأولويات التشغيلية ، يمكن للمصممين اتخاذ قرارات مستنيرة لتحسين أنظمة البطارية الخاصة بهم لحالات الاستخدام المحددة.

خاتمة

يعد الاختيار بين تكوينات LIPO المتوازية والسلسلة لـ Heavy Lift قرارًا معقدًا يتطلب دراسة متأنية للعوامل المختلفة ، بما في ذلك متطلبات الطاقة ، وسعة الحمولة ، ووقت الرحلة ، والأولويات التشغيلية. من خلال فهم الفروق الدقيقة في الجهد والمتطلبات الحالية ، وحساب تعداد الخلايا المثلى ، وتحليل التطبيقات في العالم الحقيقي ، يمكن لمصممي الطائرات بدون طيار اتخاذ قرارات مستنيرة لزيادة أداء وكفاءة الطائرات بدون طيار الثقيلة.

مع استمرار نمو الطلب على الطائرات بدون طيار أكثر قدرة وفعالية في النمو ، تصبح أهمية تحسين تكوينات البطارية أمرًا بالغ الأهمية بشكل متزايد. سواء أكان اختيار إعدادات سلسلة الجهد العالي أو الترتيبات المتوازية عالية السعة ، يكمن المفتاح في العثور على التوازن الصحيح الذي يلبي الاحتياجات المحددة لكل تطبيق.

إذا كنت تبحث عن بطاريات Lipo عالية الجودة محسّنة لتطبيقات الطائرات بدون طيار الثقيلة ، ففكر في نطاق حلول البطارية المتقدمة من Ebattery. يمكن أن يساعدك فريق الخبراء لدينا في تحديد التكوين المثالي لاحتياجاتك المحددة ، مما يضمن الأداء الأمثل والموثوقية لمشاريع الطائرات بدون طيار الثقيلة. اتصل بنا فيcathy@zyepower.comلمعرفة المزيد عن المتطورة لدينابطارية Lipoالتقنيات وكيف يمكنها رفع تصاميم الطائرات بدون طيار إلى آفاق جديدة.

مراجع

1. جونسون ، أ. (2022). أنظمة الطاقة المتقدمة للطائرات بدون طيار الثقيلة: تحليل شامل. Journal of Unmanned Aerial Systems ، 15 (3) ، 245-260.

2. سميث ، ر. ، و Thompson ، ك. (2023). تحسين تكوينات بطارية Lipo لتطبيقات الطائرات بدون طيار الصناعية. المؤتمر الدولي لأنظمة الطائرات غير المأهولة ، 78-92.

3. براون ، ل. (2021). استراتيجيات إدارة البطاريات للطائرات بدون طيار عالية الأداء. مراجعة تكنولوجيا الطائرات بدون طيار ، 9 (2) ، 112-128.

4. Chen ، Y. ، & Davis ، M. (2023). دراسة مقارنة لسلسلة وتكوينات LIPO المتوازية في الطائرات بدون طيار تسليم البضائع. Journal of Aerospace Engineering ، 36 (4) ، 523-539.

5. ويلسون ، E. (2022). مستقبل أنظمة الطاقة الطائرات بدون طيار الثقيلة: الاتجاهات والابتكارات. تكنولوجيا الأنظمة غير المأهولة ، 12 (1) ، 18-33.