Cách tính độ bền pin cho các máy bay không người lái khác nhau？

I. Cốt lõi của tính toán độ bền: Ba thông số cơ bản và công thức cơ bản của pin LiPo

Để tính toán chính xác độ bền, trước tiên người ta phải hiểu các dấu hiệu quan trọng trênắc quy. Dung lượng (mAh), tốc độ xả (xếp hạng C) và điện áp (xếp hạng S) của pin LiPo là nền tảng để tính toán.

Mối quan hệ của chúng với mức tiêu thụ điện năng của máy bay không người lái tạo thành công thức cốt lõi:

1. Phân tích thông số chính

Dung lượng (mAh): Tổng năng lượng điện được lưu trữ. Ví dụ: pin 10.000mAh có thể cung cấp dòng điện 10A trong 1 giờ.

Tốc độ xả (Xếp hạng C): Tốc độ xả an toàn. Đối với pin 20C, dòng xả tối đa = Dung lượng (Ah) × 20.

Điện áp (Xếp hạng S): 1S = 3,7V. Điện áp xác định công suất động cơ nhưng phải phù hợp với ESC.

2. Công thức tính cơ bản

Thời gian bay lý thuyết (phút) = (Dung lượng pin × Hiệu suất phóng điện ` Dòng điện trung bình của máy bay không người lái) × 60

Hiệu suất xả: Dung lượng sử dụng thực tế của pin LiPo là khoảng 80% -95% giá trị định mức.

Dòng điện trung bình: Mức tiêu thụ điện năng theo thời gian thực trong suốt chuyến bay, yêu cầu tính toán dựa trên kiểu máy và điều kiện vận hành.

II. Tính toán thực tế theo mô hình: Từ ứng dụng tiêu dùng đến ứng dụng công nghiệp

Mức tiêu thụ điện năng thay đổi đáng kể giữa các máy bay không người lái, đòi hỏi phải tính toán độ bền phù hợp. Ba mô hình điển hình sau đây cung cấp logic tham chiếu có giá trị nhất:

1. Máy bay không người lái chụp ảnh trên không dành cho người tiêu dùng

Đặc điểm cốt lõi: Tải trọng nhẹ, tiêu thụ điện năng ổn định, ưu tiên khả năng bay lượn và độ bền hành trình.

Ví dụ: Máy bay không người lái sử dụng pin 3S 5000mAh với dòng điện trung bình 25A và hiệu suất xả là 90%

Độ bền thực tế = (5000 × 0,9 25) × 60 1000 = 10,8 phút (giá trị lý thuyết)

Lưu ý: Thời gian bay thực tế với tỷ lệ bay lơ lửng cao khoảng 8-10 phút, phù hợp với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất.

2. Máy bay không người lái đua xe FPV

Đặc điểm cốt lõi: Công suất nổ cao, dòng điện tức thời lớn, tác động đáng kể đến trọng lượng pin.

Ví dụ: Tay đua FPV pin 3S 1500mAh 100C, dòng điện trung bình 40A, hiệu suất xả 85%

Độ bền lý thuyết = (1500 × 0,85 40) × 60 1000 = 1,91 phút

3. Máy bay không người lái phun thuốc cấp công nghiệp

Đặc điểm cốt lõi: Tải trọng nặng, độ bền kéo dài, phụ thuộc vào pin dung lượng cao.

Ví dụ: Máy bay không người lái phun thuốc pin 6S 30000mAh, dòng điện trung bình 80A, hiệu suất xả 90%

Độ bền lý thuyết = (30000 × 0,9 80) × 60 1000 = 20,25 phút

III. Vượt qua giới hạn lý thuyết: Điều chỉnh ba yếu tố quan trọng

Tính toán chính xác ít quan trọng hơn hiệu suất bay ổn định. Các yếu tố sau làm giảm độ bền và phải được xem xét:

1. Can thiệp vào môi trường

Nhiệt độ: Công suất giảm 30% xuống dưới 0°C. Ở -30°C, máy bay không người lái yêu cầu hệ thống sưởi dựa trên động cơ để duy trì độ bền.

Tốc độ gió: Gió ngang tăng mức tiêu thụ điện năng lên 20%-40%, với gió giật cần thêm năng lượng để ổn định thái độ.

2. Hành vi bay

Di chuyển: Leo dốc thường xuyên và rẽ gấp tiêu thụ nhiều năng lượng hơn 30% so với di chuyển ổn định.

Trọng lượng tải trọng: Tải trọng tăng 20% ​​trực tiếp giảm 19% thời gian bay.

3. Tình trạng pin

Lão hóa: Công suất giảm xuống 70% sau 300-500 chu kỳ sạc, làm giảm độ bền tương ứng.

Phương pháp lưu trữ: Lưu trữ lâu dài khi sạc đầy sẽ đẩy nhanh quá trình lão hóa; duy trì mức sạc 40%-60% trong quá trình lưu trữ.

IV. Kỹ thuật tối ưu hóa độ bền: Chọn loại pin phù hợp quan trọng hơn việc tính toán

Cân bằng công suất và trọng lượng: Máy bay không người lái công nghiệp lựa chọn pin 20.000-30.000mAh; cấp độ người tiêu dùng ưu tiên 2.000-5.000mAh để tránh vòng luẩn quẩn “pin nặng = tải nặng”.

Phù hợp với tốc độ phóng điện: Máy bay không người lái đua yêu cầu pin tốc độ cao 80-100C; máy bay không người lái nông nghiệp chỉ cần 10-15C để đáp ứng nhu cầu.

Quản lý thông minh: Pin có hệ thống BMS tăng hiệu suất xả lên 15% và kéo dài tuổi thọ bằng cách cân bằng điện áp di động.

V. Xu hướng tương lai: Những đột phá về độ bền của pin LiPo

Bán rắnPin LiPohiện đạt được mật độ năng lượng cao hơn 50%. Kết hợp với công nghệ sạc nhanh (sạc 80% trong 15 phút), máy bay không người lái công nghiệp có thể có thời lượng bay vượt quá 120 phút.