แบตเตอรี่โซลิดสเตตพลังงานสูงชนิดใดที่เหมาะกับภารกิจ UAV ระยะไกล

แบตเตอรี่โซลิดสเตตพลังงานสูงที่เหมาะกับภารกิจ UAV ระยะไกลคือภารกิจที่รวม Wh/kg ที่สูงมากเข้ากับแรงดันไฟฟ้า อัตรา C‑ และฟอร์มแฟกเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับเฟรมเครื่องบินของคุณ ไม่ใช่แค่ป้ายกำกับ "โซลิดสเตต" เท่านั้น

“พลังงานสูง” มีความหมายอย่างไรต่อ UAV ระยะไกล

สำหรับ UAV ปีกคงที่หรือ VTOL ระยะไกล คุณมักจะพยายามเพิ่มเวลาบินให้สูงสุดด้วยน้ำหนักการบินขึ้นคงที่ ในทางปฏิบัติ นั่นหมายถึงการเลือกแบตเตอรี่โซลิดสเตตหรือกึ่งโซลิดสเตตด้วย:

ความหนาแน่นของพลังงานระดับแพ็คโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 250–350 Wh/kg หรือสูงกว่า ดังนั้นคุณจึงได้รับพลังงานที่ใช้งานได้มากกว่าแพ็ค LiPo ทั่วไปที่มีน้ำหนักเท่ากันอย่างมาก

อัตรา C-rate ปานกลาง (เช่น 5–10C ต่อเนื่อง) ซึ่งเพียงพอสำหรับการขึ้นลง การไต่ระดับ และการเปลี่ยนผ่าน VTOL แต่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการล่องเรืออย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการระเบิดที่รุนแรง

การกำหนดค่าแรงดันไฟฟ้า (6S, 12S, 14S ขึ้นไป) ที่ตรงกับจุดที่น่าสนใจของประสิทธิภาพของระบบขับเคลื่อน และรักษากระแสไฟให้ต่ำเพื่อลดการสูญเสีย I²R ในสายเคเบิลและ ESC

พารามิเตอร์เหล่านี้ร่วมกันกำหนดว่า UAV ระยะไกลของคุณสามารถบินได้อย่างสมจริงได้ไกลแค่ไหนต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง

ตัวเลือกโซลิดสเตตทั่วไปที่เห็นได้ในแพลตฟอร์มระยะไกล

โครงการ UAV ระยะไกลส่วนใหญ่ในปัจจุบันใช้หนึ่งในสามทิศทางการออกแบบโซลิดสเตตพลังงานสูง:

แพ็ค Li‑ion กึ่งโซลิดสเตต (ประมาณ 300–350 Wh/kg)

แบตเตอรี่กึ่งโซลิดสเตตใช้อิเล็กโทรไลต์ชนิดแข็งและเจลผสมกันเพื่อให้ได้พลังงานที่มีความหนาแน่นสูง พร้อมความปลอดภัยและความเสถียรที่ดีกว่า Li‑ion มาตรฐาน

แพ็คที่เน้น UAV เชิงพาณิชย์ในคลาสนี้มักจะมีจำหน่ายในช่วง 6S และ 12S, 16–36 Ah โดยมีความหนาแน่นระดับแพ็คประมาณ 300+ Wh/kg ทำให้เป็นตัวเลือกที่แข็งแกร่งสำหรับโดรนปีกคงที่และการทำแผนที่ VTOL ที่มีความทนทานยาวนาน

ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโซลิดสเตตพลังงานสูงสำหรับโดรนที่มีความทนทาน

ซัพพลายเออร์บางรายนำเสนอแบตเตอรี่ UAV แบบ "โซลิดสเตต Li-ion" ที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า LiPo ทั่วไป แต่ต่ำกว่าการออกแบบกึ่งแข็งที่ก้าวร้าวที่สุดเล็กน้อย โดยมักจะอยู่ในช่วง ~230–260 Wh/kg ที่ระดับแพ็ค

สิ่งเหล่านี้น่าสนใจเมื่อคุณต้องการสมดุลของพลังงานที่สูงขึ้น อายุการใช้งานที่ยาวนาน และความปลอดภัยที่แข็งแกร่งสำหรับภารกิจเชิงพาณิชย์หรือภาครัฐ

เซลล์โซลิดสเตตโลหะลิเธียมเจเนอเรชั่นถัดไป (สำหรับการออกแบบในอนาคต)

การสาธิตใน eVTOL และพื้นที่โดรนบรรทุกสินค้าแสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตตลิเธียมเมทัล/ออกไซด์เซรามิกเข้าถึงหรือกำหนดเป้าหมายได้ 400+ Wh/กก. พร้อมเที่ยวบินทดสอบที่ขยายความทนทานขึ้น 60–90% เมื่อเทียบกับชุดอิเล็กโทรไลต์เหลว

สิ่งเหล่านี้ยังคงเกิดขึ้นใหม่ แต่ก็ชี้ให้เห็นถึงจุดที่เทคโนโลยีแบตเตอรี่ UAV ระยะไกลกำลังมุ่งหน้าไปสู่ผลิตภัณฑ์รุ่นต่อไป

สำหรับไซแบตเตอรี่เนื้อหา เป็นการดีกว่าที่จะจัดกลุ่มโซลูชันลงในคลาสการออกแบบเหล่านี้ แทนที่จะพึ่งพาชื่อแบรนด์ของบุคคลที่สามอย่างมาก

วิธีจับคู่แบตเตอรี่โซลิดสเตตพลังงานสูงกับ UAV ระยะไกล

เมื่อคุณประเมินว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตตพลังงานสูงชนิดใด “เหมาะสม” กับภารกิจระยะไกล ให้ดูว่าแบตเตอรี่นั้นสอดคล้องกับ:

โปรไฟล์ภารกิจ: การล่องเรือในสภาวะคงที่ในระยะไกล (การทำแผนที่ การตรวจสอบทางเดิน) ได้รับประโยชน์สูงสุดจาก Wh/kg ที่สูงมาก และอัตรา C‑ ปานกลาง ในขณะที่ภารกิจ VTOL และ Loiter แบบผสมต้องการพื้นที่ว่างด้านข้างที่มากขึ้นเล็กน้อย

การบูรณาการโครงเครื่องบิน: ชุดที่เพรียวบาง มีปีกหรือแนบลำตัวสามารถลดการลากและปรับปรุงการควบคุมจุดศูนย์ถ่วง เปลี่ยนพลังงานที่เก็บไว้เป็นนาทีพิเศษจริงในอากาศ

สภาวะความร้อนและสิ่งแวดล้อม: บรรจุภัณฑ์โซลิดสเตตและกึ่งของแข็งที่มีประสิทธิภาพอุณหภูมิต่ำสูงและมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี ช่วยรักษาความทนทานในการทำงานในที่เย็น ร้อน หรือในที่สูง

ความปลอดภัยและข้อบังคับ: อิเล็กโทรไลต์ของแข็ง/กึ่งของแข็งที่ไม่ติดไฟหรือไวไฟต่ำช่วยลดความเสี่ยงจากไฟไหม้ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับ BVLOS และการปฏิบัติงานบนโครงสร้างพื้นฐานหรือทางเดินที่มีผู้คนหนาแน่น

แบตเตอรี่ที่เหมาะสมที่สุดคือแบตเตอรี่ที่ตรงตามคุณสมบัติทั้ง 4 ประการโดยไม่กระทบต่อน้ำหนักบรรทุกหรือขอบเขตการบิน