كيف تمدد تكنولوجيا البطارية وقت رحلة الطائرات بدون طيار؟

أوقات الطيران القصيرة للطائرات بدون طيار كانت تحد كبيرًا لتنمية الصناعة. اليوم،اختراقات في تكنولوجيا البطارية- بما في ذلك التطورات في كثافة الطاقة ، وكفاءة التفريغ ، وسرعة الشحن - تمدد بشكل كبير فترات طيران الطائرات بدون طيار.

1. اختراق أساسي: خلايا عالية الكثافة طاقة

تعتمد مدة الرحلة بشكل أساسي على "تخزين طاقة البطارية ÷ استهلاك طاقة الطائرات بدون طيار" ، مما يجعل كثافة الطاقة حاسمة. من خلال التحسينات في مواد الخلايا والهيكل ، تضاعفت كثافة طاقة البطارية الحالية ، مما زاد من فترات الرحلة الواحدة مباشرة.

تقدمت خلايا الطائرات بدون طيار المستهلك الرئيسية من 150WH/كجم في وقت مبكر إلى 250-350WH/كجم ، مما زاد من الطاقة بأكثر من 60 ٪ في نفس الوزن.

تستخدم بطاريات الطائرات بدون طيار الصناعية تقنيات المنشطات لمواد الكاثود (على سبيل المثال ، إضافة المنغنيز) لتعزيز كثافة الطاقة من 180WH/كغ إلى 350WH/كيلوغرام مع الحفاظ على مقاومة درجات الحرارة العالية. هذا يمتد وقت التشغيل الواحد للطائرات بدون طيار ترشيح المحاصيل من 25 إلى 40 دقيقة.

إنتاج طيار بطاريات الحالة الصلبة: اختبرت بعض الشركات بطاريات الحالة الصلبة التي تتجاوز كثافة طاقة 400WH/KG. مقترنة بأطراف طيار خفيفة الوزن ، يمكن للطائرات بدون طيار الفحص الصغيرة تحقيق أوقات طيران تصل إلى ساعة واحدة.

2. تعزيز الكفاءة: تقنية التفريغ منخفض الخسارة

حتى مع وجود الطاقة المخزنة الكافية ، فإن خسائر التفريغ المرتفعة والإنتاج غير المستقر ستظل تقصر أوقات الرحلة. يتيح تحسينان تكنولوجيا التفريغ الحاليين استخدام الطاقة أكثر كفاءة:

تحسين التصريف العالي: تسمح مواد الفاصل التي تمت ترقيتها للبطاريات بدعم 15-30 درجة مئوية للتفريغ عالي معدل ، وتلبية متطلبات الطاقة أثناء الرحلات الجوية الطائرات بدون طيار عالية التحميل ومنع نقص الطاقة أو العوائد المبكرة الناتجة عن "وجود الطاقة ولكن غير قادر على التفريغ".

حماية التفريغ منخفضة الحرارة:

دمج وحدات التسخين المسبق مع تركيبات الإلكتروليت منخفضة الحرارة المتخصصة يقلل من تدهور السعة من 50 ٪ إلى 20 ٪ عند -20 درجة مئوية.

3. إعادة الشحن المتسارع: شحن سريع + تبادل البطارية

تقلل تقنية تجديد الطاقة السريعة إلى تقليل وقت التوقف عن العمل ، مما يمتد بشكل غير مباشر مدة الطيران بدون طيار-من أجل العمليات عالية التردد:

تدمج الطائرات بدون طيار من الدرجة الصناعية (على سبيل المثال ، الخدمات اللوجستية ، حماية المحاصيل) "نظام مبادلة البطارية الآلي لمدة دقيقة واحدة." تحل الآلات تلقائيًا محل الخلايا المستنفدة بالخلايا المشحونة بالكامل دون تدخل يدوي ، وزيادة ساعات التشغيل اليومية بمقدار 4-6 مقارنة بالشحن التقليدي.

4. الإدارة الذكية: دقة السيطرة على BMS

ترقيات ذكية إلى نظام إدارة البطاريات (BMS) تقلل من نفايات الطاقة ومنع "استهلاك الطاقة الخفي" ، مما يتيح البطاريات من تقديم طاقة أكثر قابلية للاستخدام:

التحكم في موازنة الخلية: من خلال استشعار الجهد عالي الدقة (خطأ ≤0.01v) ، تحافظ BMS على اختلافات الجهد بين الخلايا داخل 20mV. هذا يمنع الخلايا الفردية من الاستنفاد أولاً وتسبب في إغلاق النظام. - - تحت BMS القياسية (اختلاف الجهد 50MV) ، فإن سعة البطارية الفعلية القابلة للاستخدام هي 80 ٪ ؛ يزيد التوازن الدقيق إلى 95 ٪ ، ويمدد وقت الرحلة بنسبة 15 ٪ -20 ٪ ؛

تتكامل BMS مع نظام التحكم في طيران الطائرة بدون طيار لضبط تيار التفريغ استنادًا إلى حالات الطيران مثل الإبحار أو التحوم أو التسلق - الحد من الإنتاج الحالي أثناء تحوم (خفض استهلاك الطاقة) وزيادةه أثناء الصعود (ضمان الطاقة).

يمكن للمستخدمين التخطيط للطرق بشكل أكثر دقة ، وتجنب العوائد المبكرة بسبب مخاوف الطاقة ، مما يضيف بشكل غير مباشر 5-8 دقائق من وقت الرحلة الفعلي.

الاتجاهات المستقبلية: ستزيد هذه التقنيات مدة الرحلة

من "الأداء الكافي" إلى "أوقات الطيران الطويلة" ، يوسع كل اختراق في تكنولوجيا البطارية حدود تطبيق الطائرات بدون طيار. عندما لم تعد مدة الرحلة مقيدة ، ستقوم الطائرات بدون طيار بإلغاء قفل قيمة أكبر في التسليم اللوجستي ، والتفتيش الممتد ، وإنقاذ الطوارئ ، وغيرها من المجالات الحرجة.