Làm thế nào để pin trạng thái rắn cho máy bay không người lái cải thiện hiệu suất của chúng

Trong lĩnh vực máy bay không người lái, hiệu suất pin vẫn là nút thắt chính hạn chế độ bền, khả năng tải trọng và khả năng thích ứng môi trường của chúng. Pin lithium-ion truyền thống dựa vào chất điện giải lỏng, có những hạn chế về mật độ năng lượng, an toàn và độ ổn định nhiệt độ thấp khiến máy bay không người lái khó vượt qua những thách thức về sức bền ngắn, khả năng chịu đựng môi trường yếu và chi phí bảo trì cao.

Mật độ năng lượng cao hơn trực tiếp mở rộng độ bền hoặc tăng khả năng tải trọng

Mật độ năng lượng là số liệu cốt lõi xác định liệu một máy bay không người lái có thể bay dài hơn hay không mang tải nặng hơn. Pin lithium-ion lỏng truyền thống thường cung cấp mật độ năng lượng trong khoảng 200-300 wh/kg, trong khi pin trạng thái rắn chính thống đã vượt qua 400 WH/kg, với một số nguyên mẫu trong phòng thí nghiệm đạt 600 WH/kg.

Đối với máy bay không người lái, điều này có nghĩa là hai tiến bộ quan trọng:

Đầu tiên, dưới trọng lượng pin giống hệt nhau, độ bền bay có thể tăng 30%-50%. Ví dụ, máy bay không người tiêu dùng với pin truyền thống thường hoạt động trong khoảng 30 phút, trong khi một chiếc được trang bị pin trạng thái rắn có thể kéo dài thời gian bay đến hơn 45 phút, đáp ứng nhu cầu chụp ảnh trên không hoặc kiểm tra các nhiệm vụ kiểm tra dài hơn.

Thứ hai, với độ bền không thay đổi, trọng lượng pin có thể giảm đáng kể, giải phóng công suất tải trọng cho máy bay không người lái. Máy bay không người lái phun nông nghiệp có thể mang nhiều thuốc trừ sâu hơn, trong khi máy bay không người lái hậu cần có thể vận chuyển hàng hóa nặng hơn, mở rộng hơn các ứng dụng công nghiệp.

Tăng cường an toàn làm giảm thất bại và rủi ro

Pin trạng thái rắnSử dụng các chất điện giải rắn (như oxit hoặc sunfua), cải thiện đáng kể độ ổn định nhiệt trong khi loại bỏ các rủi ro rò rỉ điện phân. Ngay cả dưới các tác động bên ngoài hoặc thay đổi nhiệt độ đột ngột, các pin này chống lại sự chạy trốn nhiệt, giảm đáng kể tốc độ thất bại.

Thử nghiệm đâm thủng: Khi bị xuyên thủng bởi một vật sắc nhọn, pin trạng thái rắn chỉ thể hiện các cracks vi mô cục bộ không có ngọn lửa hoặc khói mở, và nhiệt độ bề mặt tăng chỉ 15 ° C. Ngược lại, pin thông thường bốc cháy dữ dội trong vòng 5 giây trong cùng một thử nghiệm, với nhiệt độ tăng vọt trên 500 ° C.

Khả năng thích ứng môi trường vượt trội, hạn chế nhiệt độ

Các chất điện giải trạng thái rắn vẫn không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ thấp, duy trì độ dẫn ion ổn định trên phạm vi rộng từ -30 ° C đến 80 ° C. Dung sai nhiệt độ cao: Một máy bay không người lái logistic được trang bị pin bán rắn được vận hành liên tục trong 40 phút ở 40 ° C, với nhiệt độ bề mặt luôn dưới 45 ° C. Không có sưng hoặc giảm điện áp xảy ra.

Tuổi thọ dài hơn, giảm chi phí dài hạn

Pin trạng thái rắn có cấu trúc ổn định hơn, dẫn đến giảm sự suy giảm vật liệu điện cực trong quá trình sạc và xả. Tuổi thọ của chúng có thể dễ dàng vượt quá 1.000 chu kỳ.

Tuổi thọ mở rộng của pin trạng thái rắn có nghĩa là tần số thay thế thấp hơn: giả sử một chu kỳ phóng điện mỗi ngày, pin truyền thống yêu cầu thay thế khoảng mỗi năm, trong khi pin trạng thái rắn có thể kéo dài 3-5 năm. Điều này làm giảm đáng kể chi phí bảo trì thiết bị và tăng cường hiệu quả chi phí hoạt động.

Ranh giới an toàn mở rộng: Từ bảo vệ một điểm đến dự phòng hệ thống

Pin trạng thái rắnAn toàn mở rộng ra ngoài các ô riêng lẻ thông qua tích hợp hệ thống nâng cao:

Bảo vệ vật lý nhiều lớp: Được đóng gói trong màng polyamide terephthalate (BOPA) định hướng hai mặt, pin trạng thái rắn mang đến khả năng chống va đập gấp ba lần so với khả năng chống va đập của màng nhôm truyền thống. Họ chịu được 50J năng lượng tác động (tương đương với một máy bay không người lái va chạm với một chướng ngại vật ở mức 10M/s) mà không bị vỡ.

Hệ thống quản lý thông minh: BMS tích hợp (hệ thống quản lý pin) cho phép cân bằng điện áp cấp ô. Nếu một tế bào trải qua sự gia tăng nhiệt độ bất thường, BMS ngắt kết nối mạch điện/phóng điện của nó trong vòng 0,1 giây, ngăn chặn sự lan truyền lỗi.

Nếu thời gian bay là ưu tiên hàng đầu của bạn, pin máy bay không người lái tùy chỉnh của Zye ưu tiên giảm cân trong khi tối đa hóa công suất. Công nghệ mật độ năng lượng cao của chúng tôi đảm bảo thời gian bay kéo dài mà không ảnh hưởng đến độ bền hoặc độ tin cậy.

Pin máy bay không người lái tùy chỉnh của Zye cung cấp tỷ lệ xả cao. Họ cung cấp sức mạnh nổ mà không quá nóng, cho phép máy bay không người lái của bạn đạt được tốc độ đáng chú ý và thực hiện các thao tác động với độ chính xác và độ tin cậy.

Phần kết luận

Pin trạng thái rắn tăng cường an toàn cho máy bay không người lái thông qua một bước đột phá ba: Đổi mới vật liệu (chất điện giải trạng thái rắn), tối ưu hóa cấu trúc (công nghệ đóng gói) và quản lý thông minh (BMS Systems). Từ dữ liệu trong phòng thí nghiệm đến các ứng dụng trong thế giới thực, pin trạng thái rắn thể hiện lợi thế an toàn áp đảo so với pin truyền thống cho dù ở độ ổn định nhiệt độ cao, độ tin cậy ở nhiệt độ thấp hoặc khả năng chống va chạm và lão hóa.

Khi công nghệ trưởng thành và chi phí giảm, pin trạng thái rắn sẽ trở thành mạng lưới an toàn cuối cùng cho máy bay không người lái, đẩy ngành công nghiệp hướng tới các kịch bản ứng dụng phức tạp và nguy hiểm hơn.