Làm cách nào để quản lý và bảo trì pin thể rắn trên máy bay không người lái?

Thị trường đang nhanh chóng rời xa các hệ thống pin LiPo và Li-ion truyền thống vì các UAV thương mại, công nghiệp và cấp doanh nghiệp đòi hỏi độ bền cao hơn, nâng cao độ an toàn, khả năng chịu nhiệt độ rộng hơn và độ tin cậy cao hơn.

Pin trạng thái rắntrên máy bay không người lái đã thu hút được sự chú ý như là thế hệ tiếp theo của hệ thống năng lượng trên không hiệu suất cao nhờ sự thay đổi này.

So với các hóa chất thông thường, pin thể rắn cung cấp mật độ năng lượng cao hơn, tuổi thọ dài hơn và độ ổn định nhiệt tốt hơn.

Nhưng nếu không có sự quản lý, giám sát và bảo trì phù hợp thì ngay cả loại pin thể rắn tinh vi nhất cũng không thể hoạt động tốt nhất.

Tuổi thọ dự đoán của pin—hoặc lỗi sớm—được xác định bởi một số yếu tố, bao gồm nhiệt độ, phương pháp sạc, kiểu xả, điều kiện bảo quản và quan trọng nhất là Hệ thống quản lý pin tiên tiến (BMS).

Pin Drone thể rắn là gì?

Pin máy bay không người lái thể rắnlà loại pin dựa trên lithium phức tạp sử dụng chất điện phân rắn như vật liệu sunfua, oxit hoặc polymer thay cho chất điện phân dạng lỏng hoặc gel thông thường.

Việc đóng gói tế bào chặt chẽ hơn có thể thực hiện được nhờ chất điện phân rắn này, điều này cũng làm giảm nguy cơ thoát nhiệt và ngăn chặn rò rỉ bên trong.

Các đặc điểm chính bao gồm:

Mật độ năng lượng cao hơn - thường có tiềm năng lớn hơn 30–50% so với các hệ thống điện phân lỏng hiện đại.

Độ ổn định nhiệt tuyệt vời - nâng cao tính an toàn và hiệu suất ở nhiệt độ cực cao hoặc cực lạnh.

Tuổi thọ chu kỳ dài hơn – nhiều thiết kế có thể vượt quá hơn 1.000 chu kỳ với khả năng giảm công suất ít hơn.

Giảm nguy cơ hỏa hoạn - không có chất điện phân lỏng dễ cháy giúp cải thiện đáng kể độ an toàn khi vận hành UAV.

Những đặc tính này làm cho pin thể rắn trên máy bay không người lái trở nên lý tưởng cho các nền tảng trên không có nhu cầu cao, chẳng hạn như máy bay không người lái giao hàng, hệ thống ứng phó khẩn cấp và máy bay không người lái kiểm tra độ bền lâu dài.

Những loại pin Drone nào tồn tại ngày nay?

Việc so sánh các loại pin khác nhau là điều cần thiết để hiểu được tầm quan trọng của công nghệ thể rắn.

1. Pin LiPo (Lithium Polymer)

Tốc độ xả cao

Nhẹ

Được sử dụng rộng rãi trong máy bay không người lái cấp độ sở thích và tiêu dùng

Nhược điểm: sưng tấy, nguy cơ cháy nổ, vòng đời ngắn hơn

2. Pin Li-ion (Hình trụ / Túi)

Mật độ năng lượng cao hơn LiPo

Tuổi thọ tốt hơn

Nhược điểm: tốc độ xả thấp hơn, nguy cơ thoát nhiệt

3. Pin thể rắn

Mật độ năng lượng tiềm năng cao nhất

Tuổi thọ tốt hơn

Sự ổn định và an toàn vượt trội

Hiện tại giá cao hơn nhưng giảm nhanh

Pin thể rắn trên máy bay không người lái mang đến sự kết hợp tốt nhất giữa độ bền, độ an toàn và hiệu quả chi phí lâu dài trong số những lựa chọn này, đặc biệt là cho các hoạt động kinh doanh hàng không.

Tại sao chúng ta cần pin máy bay không người lái thể rắn?

Ngành công nghiệp máy bay không người lái đã được hưởng lợi từ công nghệ LiPo và Li-ion trong hơn mười năm, nhưng khi nhiệm vụ của máy bay không người lái trở nên phức tạp hơn thì những hạn chế của chúng cũng trở nên rõ ràng hơn.

1. Thời gian bay hạn chế

Pin điện phân lỏng không thể hỗ trợ thời gian bay dài nếu không tăng thêm trọng lượng và thể tích.

2. Rủi ro về an toàn

Đối với các gói LiPo, hiện tượng phồng rộp, thủng, cháy và thoát nhiệt tiếp tục là những rủi ro nghiêm trọng.

3. Tuổi thọ ngắn

Pin LiPo xuống cấp đáng kể sau 150–300 chu kỳ, làm tăng chi phí vận hành.

4. Độ nhạy nhiệt độ

Cực lạnh làm giảm công suất; nhiệt độ cực cao làm tăng tốc độ suy thoái.

5. Tốc độ sạc chậm cho máy bay không người lái có độ bền cao

Các tế bào LiPo/Li-ion nóng lên nhanh chóng trong quá trình sạc nhanh, đây là một vấn đề đối với máy bay không người lái công nghiệp.

Tất cả năm hạn chế đều được giải quyết bằng công nghệ trạng thái rắn, cho phép phi công UAV kiểm tra giới hạn hiệu suất một cách an toàn.