Kakšna je notranja struktura brezpilotne baterije?

Drone Technology je revolucionirala industrije, od letalskih fotografij do industrijskih aplikacij. V središču teh letečih čudežih je kritična sestavina:Drone litijeva baterija. Stabilne leteče in operativne zmogljivosti dronov se v celoti zanašajo na natančno inženirstvo teh litijevih baterij.

V tem članku se bomo poglobili v celice, kemijo in strukturobaterije za drone, razkrivanje zapletenosti, ki omogoča raznolika brezpilotna zračna vozila.

Koliko celic je v standardni brezpilotni bateriji?

Število celic v bateriji drone se lahko razlikuje glede na velikost drona, potrebe po moči in predvideno uporabo. Vendar večina standardnih baterij dronov običajno vsebuje več celic, povezanih z zaporedno ali vzporednimi konfiguracijami.

Znotraj vsake celice pozitivna elektroda (na primer tritijev material), negativna elektroda (grafit), elektrolit (ionski prevodnik) in separator (preprečevanje kratkih stikov med elektrodami) delujejo skupaj, da dosežejo funkcijo jedra "shranjevanja energije med polnjenjem in odvajanjem."

Večina komercialnih in profesionalnih dronov uporablja večcelične baterije za povečanje moči in trajanja letenja. Najpogostejše konfiguracije vključujejo: 2s, 3s, 4s in 6s.

Lipo (litijeve polimerne) baterijeso najbolj razširjena vrsta v dronih, pri čemer je vsaka celica ocenjena na 3,7 V. Povezovanje celic v seriji poveča napetost, kar zagotavlja večjo moč do brezpilotnih motorjev in sistemov.

V serijski konfiguraciji so celice povezane od konca do konca, ki pozitivni terminal ene celice povezujejo z negativnim terminalom naslednjega. Ta ureditev poveča celotno napetost baterije, hkrati pa ohranja enako zmogljivost.

V vzporedni konfiguraciji so baterije povezane z vsemi pozitivnimi terminali, povezanimi skupaj, in vsi negativni terminali, povezani skupaj. Ta ureditev poveča skupno zmogljivost (MAH) baterije, hkrati pa ohranja isto napetost.

Ne glede na konfiguracijo sodobne baterije z brezpilotnimi letali vključujejo prefinjene sisteme za upravljanje baterij (BMS). Ta elektronska vezja spremljajo in uravnavajo posamezne celične napetosti, s čimer zagotavljajo uravnoteženo polnjenje in odvajanje po vseh celicah znotraj pakiranja.

Notranja struktura litijevih polimernih baterij: anoda, katoda in elektrolit

Da bi resnično razumeli brezpilotne baterije, moramo preučiti njihove notranje komponente. Litijeve polimerne baterije, vir napajanja za večino dronov, so sestavljene iz treh primarnih elementov: anode, katode in elektrolita.

Anoda: negativna elektroda

Anoda v litijevi polimerni bateriji je običajno narejena iz grafita, oblike ogljika. Med praznjenjem se litijevi ioni premaknejo od anode do katode in sproščajo elektrone, ki tečejo skozi zunanji tokokrog, da napajajo dron.

Katoda: pozitivna elektroda

Katoda je običajno sestavljena iz litijevega kovinskega oksida, na primer litijevega kobaltnega oksida (LICOO₂) ali litijevega železovega fosfata (LifePo₄). Izbira katodnega materiala vpliva na značilnosti učinkovitosti baterije, vključno z gostoto energije in varnostjo.

Elektrolit: Ionska avtocesta

Elektrolit v litijevi polimerni bateriji je litijeva sol, raztopljeno v organskem topilu. Ta komponenta omogoča, da se litijevi ioni selijo med anodo in katodo med cikli naboja in praznjenja. Edinstvena značilnost litijevih polimernih baterij je, da je ta elektrolit imobiliziran znotraj polimernega kompozita, zaradi česar je baterija bolj prožna in manj nagnjena k poškodbam.

Zaščitna podpora: ohišja in priključki

Poleg jedrnega modula se ohišje in priključki baterije Drone - čeprav niso neposredno vključeni v dobavo električne energije -, sermatirajo kot "okostje", ki zagotavlja strukturno celovitost:

Ohišje: Običajno izdelano iz plastične plastične plastike ali aluminijeve zlitine, ki nudi udarno odpornost, zaostalost plamena in toplotno izolacijo. Vključuje prezračevalne luknje, da prepreči pregrevanje med delovanjem celic.

Priključki in vmesniki: Notranje več-pramenske bakrene žice (visoko prevodne in odporne na upogib) povezujejo celice z BMS. Zunanji vmesniki običajno uporabljajo priključke XT60 ali XT90 z zaščito z vzvratnimi ploščami, da preprečijo naključne poškodbe zaradi napačnih povezav.

Osnovno vzdrževanje: zaščitite notranje komponente za podaljšanje življenjske dobe baterije

Izogibajte se prekomernemu polnjenju ali prekomernemu krčenju (shranite med 20% -80% zmogljivosti), da preprečite preobremenitev BMS in razgradnjo celic;

Izogibajte se vdorju vode pri čiščenju konektorjev, da preprečite kratke vezje pri ožičenju;

Takoj zamenjajte poškodovane ohišje, da zaščitite notranje celice in BMS pred fizičnim vplivom.

Notranja arhitektura brezpilotnih baterij predstavlja natančno sinergijo "energije, nadzora in zaščite." Z napredkom v trdnih baterijah in inteligentni tehnologiji BMS bodo prihodnje zasnove baterij postale bolj kompaktne in učinkovite, kar bo zagotovilo osnovno podporo za nadgradnje zmogljivosti dronov.