Loại pin thể rắn năng lượng cao nào phù hợp với nhiệm vụ UAV tầm xa?

Pin thể rắn năng lượng caophù hợp với các nhiệm vụ UAV tầm xa là những nhiệm vụ kết hợp Wh/kg rất cao với điện áp, tốc độ C và hệ số hình dạng phù hợp cho khung máy bay của bạn—không chỉ bất kỳ nhãn “trạng thái rắn” nào.

“Năng lượng cao” thực sự có ý nghĩa gì đối với UAV tầm xa

Đối với máy bay không người lái cánh cố định hoặc VTOL tầm xa, bạn thường cố gắng tối đa hóa thời gian bay ở trọng lượng cất cánh cố định. Trong thực tế, điều đó có nghĩa là chọn pin thể rắn hoặc bán rắn với:

Mật độ năng lượng ở cấp độ gói thường nằm trong khoảng 250–350 Wh/kg hoặc cao hơn, do đó bạn sẽ nhận được nhiều năng lượng hữu dụng hơn đáng kể so với gói LiPo thông thường có cùng trọng lượng.

Tốc độ C vừa phải (ví dụ: 5–10C liên tục) đủ để cất cánh, leo dốc và chuyển tiếp VTOL, nhưng được tối ưu hóa cho hành trình hiệu quả thay vì tăng tốc đột ngột.

Cấu hình điện áp (6S, 12S, 14S trở lên) phù hợp với điểm tối ưu về hiệu suất của hệ thống động cơ đẩy của bạn và giữ dòng điện ở mức thấp để giảm tổn thất I2R trong cáp và ESC.

Các thông số này cùng nhau quyết định khoảng cách thực tế mà UAV tầm xa của bạn có thể bay trong một lần sạc.

Các tùy chọn trạng thái rắn điển hình được thấy trong các nền tảng tầm xa

Hầu hết các dự án UAV tầm xa ngày nay đều sử dụng một trong ba hướng thiết kế trạng thái rắn năng lượng cao:

Gói Li-ion ở trạng thái bán rắn (khoảng 300–350 Wh/kg)

Pin bán rắn sử dụng hỗn hợp chất điện phân rắn và dạng gel để đạt được mật độ năng lượng cao với độ an toàn và ổn định tốt hơn so với pin Li-ion tiêu chuẩn.

Các gói tập trung vào UAV thương mại thuộc loại này thường có sẵn trong phạm vi 6S và 12S, 16–36 Ah, với mật độ cấp gói khoảng 300+ Wh/kg, khiến chúng trở thành ứng cử viên sáng giá cho máy bay không người lái cánh cố định và lập bản đồ VTOL có độ bền lâu dài.

Gói Li-ion thể rắn năng lượng cao dành cho máy bay không người lái có độ bền cao

Một số nhà cung cấp cung cấp pin UAV “Li‑ion trạng thái rắn” với mật độ năng lượng cao hơn LiPo thông thường nhưng thấp hơn một chút so với các thiết kế bán rắn mạnh mẽ nhất, thường ở dải ~230–260 Wh/kg ở cấp độ đóng gói.

Đây là những điều hấp dẫn khi bạn muốn có sự cân bằng về năng lượng cao hơn, vòng đời bền vững và biên độ an toàn cao cho các sứ mệnh thương mại hoặc chính phủ.

Pin trạng thái rắn kim loại lithium thế hệ tiếp theo (dành cho các thiết kế trong tương lai)

Các cuộc trình diễn trong không gian eVTOL và máy bay không người lái chở hàng cho thấy pin ở trạng thái rắn lithium-kim loại/gốm oxit đạt hoặc nhắm mục tiêu hơn 400 Wh/kg, với các chuyến bay thử nghiệm giúp kéo dài độ bền thêm 60–90% so với gói điện phân lỏng.

Những điều này vẫn đang nổi lên nhưng chúng cho thấy công nghệ pin UAV tầm xa đang hướng tới đâu trong các thế hệ sản phẩm tiếp theo.

VìZYEBATTERYnội dung, tốt hơn là nên nhóm các giải pháp vào các lớp thiết kế này hơn là phụ thuộc nhiều vào thương hiệu của bên thứ ba.

Cách kết hợp pin thể rắn năng lượng cao với UAV tầm xa

Khi bạn đánh giá loại pin thể rắn năng lượng cao nào “phù hợp” với nhiệm vụ tầm xa, hãy xem mức độ phù hợp của nó với:

Hồ sơ nhiệm vụ: Hành trình dài, ở trạng thái ổn định (lập bản đồ, kiểm tra hành lang) được hưởng lợi nhiều nhất từ ​​Wh/kg rất cao và tốc độ C vừa phải, trong khi các nhiệm vụ VTOL và loanh quanh hỗn hợp cần thêm một chút khoảng trống năng lượng.

Tích hợp khung máy bay: Các gói mỏng, tích hợp cánh hoặc ôm sát thân máy bay có thể giảm lực cản và cải thiện khả năng kiểm soát trọng tâm, biến năng lượng dự trữ thành những phút thực sự dài thêm trong không khí.

Điều kiện nhiệt và môi trường: Các gói ở trạng thái rắn và bán rắn có hiệu suất mạnh ở nhiệt độ thấp và độ ổn định nhiệt tốt giúp duy trì độ bền trong các hoạt động ở nhiệt độ lạnh, nóng hoặc ở độ cao.

An toàn và các quy định: Chất điện phân rắn/bán rắn không cháy hoặc ít bắt lửa giúp giảm nguy cơ hỏa hoạn, điều này rất quan trọng đối với BVLOS và các hoạt động trên cơ sở hạ tầng hoặc hành lang đông dân cư.

Loại pin phù hợp nhất là loại pin đáp ứng được cả bốn yếu tố trên mà không buộc phải thỏa hiệp về tải trọng hoặc đường bao chuyến bay.