UAV- en drone-batterijoplossingen

Voor UAV-platforms is de batterijselectie niet alleen een beslissing op basis van capaciteit. Vliegtuigspanning, startgewicht, laadvermogen, motor- en ESC-vraag, vereiste vliegtijd, ontlaadstroom en pakketmassa moeten samen worden beschouwd. HSS Energy ontwikkelt LiPo-, Li-ion- en hoogenergetische semi-solid UAV-batterijconfiguraties voor FPV-, mapping-, inspectie-, landbouw- en andere industriële vliegtuigen.

Referentie UAV-platform voor evaluatie van batterij-integratie

1. Begin met het vliegtuig, niet met de batterijcapaciteit

Een grotere accu levert niet automatisch een proportioneel langere bruikbare vliegtijd op. Extra opgeslagen energie voegt ook massa toe, waardoor de vraag naar stroom van vliegtuigen toeneemt en de beschikbare lading kan worden verminderd. Het doel is daarom een ​​werkbaar evenwicht tussen energie, gewicht van de bagage, continue stroomcapaciteit en de vereisten van de vliegtuigmissie.

· FPV- en filmische platforms: vermogen-gewichtsverhouding, compacte afmetingen en piekontladingsvermogen.

· In kaart brengen en inspecteren van UAV's: uithoudingsvermogen, stabiele output, herhaalbare missieprestaties en ladingsmarge.

· Landbouw-UAV's en UAV's met zwaar laadvermogen: hogere geïnstalleerde energie, duurzame stroomcapaciteit en thermische marge.

· Aangepaste industriële UAV's: configuratie gebaseerd op de werkelijke vliegtuigspanning, vraag naar motoren/ESC's, laadvermogen en installatiebereik.

2. Beslisboom voor snelle selectie

3. 6S UAV-batterijselectiematrix

De volgende referentieconfiguraties laten zien waarom Ah alleen niet voldoende is voor UAV-selectie. Capaciteit, geïnstalleerde energie, massa en huidige capaciteit bewegen samen en moeten worden afgestemd op de vliegtuigmissie.

Opmerking bij de selectie: de 6S40Ah-configuratie heeft de hoogste geïnstalleerde energie in deze referentieset, terwijl de 6S30Ah-configuratie de hoogst vermelde continue stroom heeft. De uiteindelijke keuze moet gebaseerd zijn op het benodigde vermogen en het gewichtsbudget van het vliegtuig, en niet alleen op de rangschikking van de capaciteit.

4. Celplatforms met hoge energiedichtheid

Hoge-energie-buidelcellen kunnen de geïnstalleerde energie verhogen zonder de verpakkingsmassa in hetzelfde tempo te vergroten als conventionele configuraties. Dit is vooral handig wanneer uithoudingsvermogen en laadvermogen strijden om hetzelfde startgewichtbudget.

Eén beschikbaar oplaadbaar lithium-ion-polymeercelplatform van 41 Ah is gespecificeerd op een nominale spanning van 3,5 V, een typische capaciteit van 41,0 Ah, een gemiddeld gewicht van ongeveer 367 g en een gemiddelde energiedichtheid op celniveau van 413 Wh/kg. Dezelfde specificatie vermeldt een maximale continue ontlading van 3C bij >=15% SOC en een maximale pulsontlading van 5C/10s bij >=40% SOC.

De energiedichtheid op celniveau en de energiedichtheid van het afgewerkte pakket zijn niet uitwisselbaar. De resultaten op pakketniveau zijn afhankelijk van celselectie, onderlinge verbinding, bedrading, mechanische structuur, bescherming, isolatie en andere integratievereisten.

5. Gewicht, vliegtijd en laadvermogen

UAV-batterijtechniek is een afweging tussen drie onderling verbonden variabelen: geïnstalleerde energie, batterijmassa en beschikbare lading. Het vergroten van de capaciteit kan het uithoudingsvermogen vergroten, maar de toegevoegde massa verhoogt ook de vraag naar voortstuwing. Om deze reden evalueert HSS Energy de volledige vliegtuigbehoefte voordat een pakket wordt aanbevolen.

6. De ontlaadcapaciteit moet overeenkomen met het vluchtprofiel

Continue stroom ondersteunt normale missieoperaties, zoals cruisen, zweven en aanhoudend laadwerk. Piekstroom omvat gebeurtenissen van korte duur, zoals het opstijgen, snelle klim, acceleratie of voorbijgaande zware belasting. Alleen een hoog C-tarieflabel is niet voldoende; de batterij moet worden geëvalueerd aan de hand van de werkelijke huidige vraag van het vliegtuig en de bedrijfsomstandigheden.

Voor de 41Ah-celspecificatie die voor deze oplossing wordt geleverd, omvatten de gedefinieerde bedrijfslimieten temperatuurafhankelijk opladen, ontladen van -20°C tot 55°C en specifieke SOC-omstandigheden voor continue en pulsontlading. Deze limieten moeten worden meegenomen in het pakket- en BMS-ontwerp en niet worden behandeld als generieke celcapaciteiten.

7. Batterijarchitectuur per toepassing

8. Aangepaste UAV-batterijtechniek

De batterij is rond het vliegtuig geconfigureerd in plaats van het vliegtuig te dwingen in een standaardpakket te passen. OEM/ODM-ontwikkeling kan betrekking hebben op:

· Chemie: LiPo, Li-ion of halfvast platform afhankelijk van het project.

· Spanningsplatform: 3S, 6S, 8S, 12S, 14S en aangepaste configuraties.

· Capaciteit, energie en doelpakketgewicht.

· Continue en piekafvoervereisten.

· Verpakkingsafmetingen en installatie-envelop in het vliegtuig.

· Keuze van de hoofdstroomkabel, balanskabel en connector, zoals XT60 of XT90, indien van toepassing.

· Mechanische structuur, isolatie, etikettering en projectspecifieke verpakkingsconstructie.

· BMS of beveiligingsstrategie waar vereist door de batterijarchitectuur en -toepassing.

9. Van vereiste tot bevestiging van de vluchttest

10. Cel- en pakkettechnische controles

De meegeleverde 41Ah-celspecificatie vereist een gecontroleerde pack-integratie in plaats van een eenvoudige serieschakeling. Het vraagt ​​om monitoring en bescherming van gebouwbeheersystemen, temperatuurmeting, aandacht voor warmteafvoer en mechanische controle van de cellen. De specificatie definieert ook beschermingsdrempels voor overbelasting, overontlading, overstroom, kortsluiting en oververhitting.

Voor moduleconstructie beveelt het celdocument gecontroleerde voorcompressie, gereserveerde expansieruimte en gelijkmatige kracht over het celcontactoppervlak aan. Met deze vereisten wordt rekening gehouden tijdens het mechanische ontwerp wanneer het geselecteerde celplatform ze vereist.

11. Referentiebatterijplatforms

12. Wat we nodig hebben voor het matchen van batterijen

· Vliegtuigtype en toepassing

· Vereiste batterijspanning of S-telling

· Motor- en ESC-informatie

· Huidige batterijcapaciteit, afmetingen en gewicht

· Normale en piekstroom indien beschikbaar

· Laadvermogen en maximaal startgewicht

· Streef de vliegtijd en het missieprofiel na

· Connector- en kabelvereisten

· Geschatte monster- en productiehoeveelheid

13. Parameterdisclaimer

De batterijspecificaties en referentieconfiguraties die in deze oplossing worden getoond, zijn bedoeld voor voorlopige selectie en technische besprekingen. Eindspanning, capaciteit, energie, gewicht, afmetingen, ontladingsvermogen, energiedichtheid, celplatform, connector en andere parameters kunnen variëren afhankelijk van de vliegtuigvereisten, bedrijfsomstandigheden en productontwikkeling. De energiedichtheid op celniveau mag niet worden geïnterpreteerd als de energiedichtheid van het voltooide pakket. De definitieve specificaties zijn afhankelijk van het bevestigde gegevensblad, de goedkeuring van het monster, de technische overeenkomst, de PI of het contract.

Ontvang een batterijconfiguratie

Verzend de elektrische gegevens van het vliegtuig, huidige batterij-informatie, lading, beoogde vliegtijd en installatielimieten. HSS Energy kan een batterijvoorstel voorbereiden voor de evaluatie van het prototype en de bevestiging van de vliegtest.