كيفية حساب قدرة تحمل البطارية للطائرات بدون طيار المختلفة？

I. جوهر حساب التحمل: ثلاثة معلمات رئيسية لبطارية LiPo والصيغ الأساسية

لحساب القدرة على التحمل بدقة، يجب على المرء أولاً أن يفهم العلامات الحرجة الموجودة علىبطارية. تشكل السعة (mAh)، ومعدل التفريغ (تصنيف C)، والجهد (تصنيف S) لبطارية LiPo الأساس للحساب.

تشكل علاقتها باستهلاك الطاقة للطائرة بدون طيار الصيغة الأساسية:

1. تحليل المعلمة الرئيسية

السعة (مللي أمبير): إجمالي الطاقة الكهربائية المخزنة. على سبيل المثال، يمكن لبطارية سعة 10000 مللي أمبير في الساعة توفير تيار بقوة 10 أمبير لمدة ساعة واحدة.

معدل التفريغ (تصنيف C): سرعة التفريغ الآمنة. بالنسبة لبطارية 20C، الحد الأقصى لتيار التفريغ = السعة (Ah) × 20.

الجهد (تصنيف S): 1S = 3.7 فولت. يحدد الجهد قوة المحرك ولكن يجب أن يتطابق مع ESC.

2. صيغة الحساب الأساسية

زمن الرحلة النظري (بالدقائق) = (سعة البطارية × كفاءة التفريغ ÷ متوسط ​​تيار الطائرة بدون طيار) × 60

كفاءة التفريغ: تبلغ السعة الفعلية القابلة للاستخدام لبطارية LiPo حوالي 80%-95% من القيمة المقدرة.

متوسط ​​التيار: استهلاك الطاقة في الوقت الفعلي أثناء الطيران، وهو ما يتطلب حسابًا بناءً على النموذج وظروف التشغيل.

ثانيا. الحسابات العملية حسب النموذج: من التطبيقات الاستهلاكية إلى التطبيقات الصناعية

يختلف استهلاك الطاقة بشكل كبير عبر الطائرات بدون طيار، مما يستلزم حسابات التحمل المخصصة. تقدم النماذج النموذجية الثلاثة التالية المنطق المرجعي الأكثر قيمة:

1. طائرات بدون طيار للتصوير الجوي للمستهلكين

الخصائص الأساسية: حمولة خفيفة، استهلاك مستقر للطاقة، إعطاء الأولوية للتحليق والقدرة على التحمل أثناء الإبحار.

مثال: طائرة بدون طيار تستخدم بطارية 3S 5000 مللي أمبير بمتوسط ​​تيار 25 أمبير وكفاءة تفريغ 90%

التحمل الفعلي = (5000 × 0.9 ÷ 25) × 60 ÷ 1000 = 10.8 دقيقة (القيمة النظرية)

ملاحظة: زمن الرحلة الفعلي، مع نسبة التحليق العالية، هو حوالي 8-10 دقائق، بما يتوافق مع مواصفات الشركة المصنعة.

2. سباق طائرات بدون طيار FPV

الخصائص الأساسية: قوة انفجار عالية، تيار لحظي كبير، تأثير كبير على وزن البطارية.

مثال: بطارية 3S 1500mAh 100C FPV Racer، متوسط ​​التيار 40A، كفاءة التفريغ 85%

التحمل النظري = (1500 × 0.85 ÷ 40) × 60 ÷ 1000 = 1.91 دقيقة

3. طائرات بدون طيار لرش المحاصيل من الدرجة الصناعية

الخصائص الأساسية: حمولة ثقيلة، قدرة تحمل ممتدة، تعتمد على بطاريات عالية السعة.

مثال: طائرة بدون طيار لرش المحاصيل ببطارية 6S 30000 مللي أمبير، متوسط ​​التيار 80 أمبير، كفاءة التفريغ 90%

التحمل النظري = (30000 × 0.9 ÷ 80) × 60 ÷ 1000 = 20.25 دقيقة

ثالثا. التغلب على الحدود النظرية: التكيف مع ثلاثة عوامل حاسمة

الحسابات الدقيقة أقل أهمية من أداء الرحلة المستقر. العوامل التالية تقلل من القدرة على التحمل ويجب أخذها في الاعتبار:

1. التدخل البيئي

درجة الحرارة: تنخفض السعة بنسبة 30% عن 0 درجة مئوية. عند -30 درجة مئوية، تحتاج الطائرات بدون طيار إلى تسخين يعتمد على المحرك للحفاظ على القدرة على التحمل.

سرعة الرياح: تزيد الرياح المتقاطعة من استهلاك الطاقة بنسبة 20%-40%، وتتطلب العواصف قوة إضافية لتحقيق الاستقرار في الموقف.

2. سلوك الطيران

المناورة: يستهلك الصعود المتكرر والمنعطفات الحادة طاقة أكثر بنسبة 30% من المبحرة الثابتة.

وزن الحمولة: تؤدي زيادة الحمولة بنسبة 20% إلى تقليل وقت الرحلة بشكل مباشر بنسبة 19%.

3. حالة البطارية

التقادم: تتدهور القدرة إلى 70% بعد 300-500 دورة شحن، مما يقلل من القدرة على التحمل وفقًا لذلك.

طريقة التخزين: التخزين طويل الأمد بالشحن الكامل يسرع عملية الشيخوخة؛ الحفاظ على شحن 40%-60% أثناء التخزين.

رابعا. تقنيات تحسين التحمل: اختيار البطارية المناسبة له أهمية أكبر من الحسابات

السعة مقابل توازن الوزن: تختار الطائرات بدون طيار الصناعية بطاريات تتراوح ما بين 20.000 إلى 30.000 مللي أمبير في الساعة؛ تعطي فئة المستهلك الأولوية لـ 2000-5000 مللي أمبير في الساعة لتجنب الحلقة المفرغة المتمثلة في "البطاريات الثقيلة = الأحمال الثقيلة".

مطابقة معدل التفريغ: تتطلب طائرات السباق بدون طيار بطاريات عالية السرعة من 80 إلى 100 درجة مئوية؛ تحتاج الطائرات الزراعية بدون طيار إلى 10-15 درجة مئوية فقط لتلبية المتطلبات.

الإدارة الذكية: تعمل البطاريات المزودة بأنظمة BMS على تعزيز كفاءة التفريغ بنسبة 15% وإطالة العمر من خلال موازنة الفولتية الخلوية.

V. الاتجاهات المستقبلية: اختراقات التحمل بطارية ليبو

شبه صلبةبطاريات ليبوحقق الآن كثافة طاقة أعلى بنسبة 50%. إلى جانب تقنية الشحن السريع (شحن 80٪ في 15 دقيقة)، يمكن للطائرات بدون طيار الصناعية أن تتجاوز 120 دقيقة من القدرة على التحمل.