Cấu trúc bên trong của pin máy bay không người lái là gì?

Công nghệ drone đã cách mạng hóa các ngành công nghiệp từ nhiếp ảnh trên không đến các ứng dụng công nghiệp. Trọng tâm của những điều kỳ diệu bay này là một thành phần quan trọng:pin lithium không người lái. Khả năng bay và hoạt động ổn định của máy bay không người lái phụ thuộc hoàn toàn vào kỹ thuật chính xác của các pin lithium này.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ đi sâu vào các tế bào, hóa học và cấu trúc củapin không người lái, tiết lộ sự phức tạp giúp cung cấp năng lượng cho các phương tiện trên không không người lái.

Có bao nhiêu ô trong một pin máy bay tiêu chuẩn?

Số lượng tế bào trong pin máy bay không người lái có thể thay đổi dựa trên kích thước của máy bay không người lái, yêu cầu năng lượng và sử dụng dự định. Tuy nhiên, hầu hết các pin máy bay không người lái tiêu chuẩn thường chứa nhiều ô được kết nối theo chuỗi hoặc cấu hình song song.

Bên trong mỗi tế bào, một điện cực dương (như vật liệu lithium ternary), điện cực âm (than chì), chất điện phân (dây dẫn ion) và thiết bị tách (ngăn các mạch ngắn giữa các điện cực) hoạt động với nhau để đạt được chức năng cốt lõi của việc lưu trữ năng lượng trong quá trình sạc và cung cấp năng lượng trong quá trình phóng điện.

Hầu hết máy bay không người lái thương mại và chuyên nghiệp sử dụng pin đa tế bào để tăng năng lượng và thời gian bay. Các cấu hình phổ biến nhất bao gồm: 2S, 3S, 4S và 6S.

Pin lipo (lithium polymer)là loại phổ biến nhất trong máy bay không người lái, với mỗi ô được đánh giá ở mức 3,7V. Kết nối các tế bào nối tiếp làm tăng điện áp, mang lại sức mạnh lớn hơn cho động cơ và hệ thống của máy bay không người lái.

Trong một cấu hình loạt, các ô được kết nối từ đầu đến cuối, liên kết thiết bị đầu cuối dương của một ô với thiết bị đầu cuối âm của tiếp theo. Sự sắp xếp này làm tăng điện áp tổng thể của bộ pin trong khi vẫn duy trì cùng công suất.

Trong một cấu hình song song, pin được kết nối với tất cả các thiết bị đầu cuối dương được liên kết với nhau và tất cả các thiết bị đầu cuối âm được liên kết với nhau. Sự sắp xếp này làm tăng tổng công suất (MAH) của bộ pin trong khi vẫn duy trì cùng một điện áp.

Bất kể cấu hình là gì, pin máy bay không người lái hiện đại tích hợp các hệ thống quản lý pin tinh vi (BMS). Các mạch điện tử này theo dõi và điều chỉnh các điện áp tế bào riêng lẻ, đảm bảo sạc cân bằng và xả trên tất cả các ô trong gói.

Cấu trúc bên trong của pin polymer lithium: cực dương, cực âm và chất điện phân

Để thực sự hiểu pin máy bay không người lái, chúng ta phải kiểm tra các thành phần bên trong của chúng. Pin polymer lithium, nguồn năng lượng đằng sau hầu hết các máy bay không người lái, bao gồm ba yếu tố chính: cực dương, cực âm và chất điện phân.

Anode: Điện cực âm

Anode trong pin polymer lithium thường được làm bằng than chì, một dạng carbon. Trong quá trình phóng điện, các ion lithium di chuyển từ cực dương sang cực âm, giải phóng các electron chảy qua mạch bên ngoài để cung cấp năng lượng cho máy bay không người lái.

Cathode: Điện cực dương

Cathode thường bao gồm một oxit kim loại lithium, chẳng hạn như lithium cobalt oxit (Licoo₂) hoặc lithium sắt phosphate (LifePo₄). Sự lựa chọn vật liệu catốt ảnh hưởng đến các đặc tính hiệu suất của pin, bao gồm mật độ năng lượng và an toàn.

Điện giải: Đường cao tốc ion

Các chất điện phân trong pin polymer lithium là một loại muối lithium hòa tan trong một dung môi hữu cơ. Thành phần này cho phép các ion lithium di chuyển giữa cực dương và cực âm trong các chu kỳ điện tích và phóng điện. Một đặc điểm độc đáo của pin polymer lithium là chất điện phân này được cố định trong một composite polymer, làm cho pin linh hoạt hơn và ít bị hư hại hơn.

Hỗ trợ bảo vệ: Nhà ở và đầu nối

Ngoài mô -đun cốt lõi, vỏ và đầu nối của pin máy bay không người lái, mặc dù không liên quan trực tiếp đến việc cung cấp năng lượng.

Vỏ: Thường được xây dựng từ hợp kim nhựa hoặc bằng nhựa ABS chống cháy, cung cấp khả năng chống va đập, độ trễ ngọn lửa và cách nhiệt. Nó kết hợp các lỗ thông gió để ngăn ngừa quá nóng trong quá trình hoạt động của tế bào.

Các đầu nối và giao diện: Dây đồng đa sợi bên trong (có tính dẫn điện cao và chống uốn cong) kết nối các ô với BMS. Giao diện bên ngoài thường sử dụng các đầu nối XT60 hoặc XT90 với bảo vệ phích cắm ngược để ngăn chặn thiệt hại do tai nạn từ các kết nối không chính xác.

Bảo trì cơ bản: Bảo vệ các thành phần bên trong để kéo dài tuổi thọ pin

Tránh sạc quá mức hoặc quá tải quá mức (lưu trữ từ 20% -80% công suất) để ngăn chặn quá tải BMS và suy thoái tế bào;

Tránh xâm nhập nước khi làm sạch các đầu nối để ngăn các mạch ngắn trong hệ thống dây điện;

Thay thế các vỏ bị hư hỏng kịp thời để che chắn các tế bào bên trong và BM khỏi tác động vật lý.

Kiến trúc nội bộ của pin drone đại diện cho một sức mạnh tổng hợp chính xác của năng lượng, kiểm soát và bảo vệ. Với những tiến bộ trong pin trạng thái rắn và công nghệ BMS thông minh, các thiết kế pin trong tương lai sẽ trở nên nhỏ gọn và hiệu quả hơn, cung cấp hỗ trợ cốt lõi cho nâng cấp hiệu suất của máy bay không người lái.