البطاريات شبه الصلبة هي تحديث كبير للطائرات بدون طيار عالية الأداء.بطاريات الليثيوم أيون التقليدية تعاني من نقص وتحل تكنولوجيا شبه الصلبة العديد من هذه المشاكل.
يستخدمون مادة كهربائية هجينة، يخلطون استقرار بطاريات الحالة الصلبة ومرونة البطاريات السائلة، وهذا يعطي الطائرات بدون طيار كثافة طاقة أعلىسلامة أفضل وتسامح أكبر في البيئات الصعبةلكن أدائهم الحقيقي يعتمد على قوةBMS (نظام إدارة البطارية)للسيطرة على البطارية ومراقبتها في كل وقت
ما هي البطاريات شبه الصلبة وكيف تعمل للطائرات بدون طيار؟
البطاريات شبه الصلبة هي أرضية متوسطة بين البطاريات التقليدية الليثيوم أيون (الكهربائي السائل) والبطاريات الصلبة بالكامل.والذي يعزز الاستقرار الهيكلي مع الحفاظ على كفاءة نقل الأيونات.
بالنسبة للطائرات بدون طيار، هذا يجلب ثلاثة فوائد رئيسية:
- خطر أقل للانسداد وعدم الاستقرار الحراري (التسخين الزائد)
- كثافة طاقة أعلى دون فقدان المرونة، أمر حاسم للطائرات بدون طيار خفيفة الوزن
- أداء أكثر استقراراً خلال دورات الشحن / الإفراج السريعة (الإقلاع والتنقل والهبوط)
نظام BMS ذكي أمر ضروري هنا: إنه يتتبع الجهد، ودرجة الحرارة، والتيار وتوازن الخلية للحفاظ على الكهربائي يعمل في أفضل حالاته.لا يمكنك الحصول على الفوائد الكاملة من تكنولوجيا شبه الصلبة.
كيفية اختيار البطارية شبه الصلبة المناسبة لطائرة بدون طيار
اختيار بطارية شبه صلبة يعني التوازن بين الحجم الفيزيائي، التوافق الكهربائي والاحتياجات التشغيلية لطائرة بدون طيار، كل ما يؤثر على وقت الرحلة، والسلامة وعمر البطارية.
الحجم والوزن
الوزن الإضافي يجعل الطائرات بدون طيار تستخدم طاقة أكثر للبقاء في الهواء. البطاريات شبه الصلبة لديها كثافة طاقة أعلى، لذلك فإنها تخزن المزيد من الطاقة دون إضافة الكثير من الوزن.نظام BMS يُحسّن تقديم الطاقة لحملات الطيران في الوقت الحقيقي، مما يسمح للبطارية بالإنفجار في الطاقة للصعود دون ارتفاع درجة حرارة الطائرة، وتوفير الطاقة أثناء الطيران المستقر.
السعة
السعة هي كمية الطاقة التي تحتفظ بها البطارية، ولكنالقدرة المستخدمةتعتمد على الإدارة الجيدة. القدرة الكبيرة ليست أفضل دائماً، ويمكن أن تضيف وزناً غير ضروري وتقلل من الكفاءة.يستخدم نظام BMS المصمم بشكل جيد السعة بكفاءة من خلال الحفاظ على توازن الخلايا وتجنب التفريغ العميق الذي يضر بالبطارية.
التوافق بين الجهد
تحتاج الطائرات بدون طيار إلى جهد دقيق لتشغيل المحركات و أجهزة التحكم الاجتماعي و أجهزة الاستشعار و أجهزة تحكم الطيران. التوتر الخاطئ يسبب رحلة غير مستقرة أو حتى تلف دائم للمكونات.BMS يبقي الجهد ثابت تحت جميع الأحمال: يمنع انخفاضات في الجهد أثناء استخدام الطاقة العالية والإفراط في الجهد أثناء الشحن.
معدل الإفراج
تحتاج الطائرات بدون طيار إلى معدلات تفريغ عالية للصعود السريع والدورات الحادة ورفع الحمولات. تتعامل البطاريات شبه الصلبة مع هذا الأمر بشكل أفضل من البطاريات التقليدية.يراقب نظام BMS معدلات التفريغ في الوقت الحقيقي ويحد من التيار إذا كان مرتفعا جدا، حماية البطارية والإلكترونيات طائرة بدون طيار.
الاتصالات والأسلاك
المكونات الضعيفة / الأسلاك تخلق مقاومة إضافية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة وتقليل الكفاءة.ويقوم بتشغيل تدابير السلامة لتجنب الدوائر القصيرة أو الإفراط في الحرارة.
ما العوامل التي تمدد عمر بطارية شبه صلبة؟
تعتمد عمر بطارية شبه صلبة في الطائرات بدون طيار على كيفية استخدامها والبيئة التي تعمل فيها.
استخدام القدرة
التفريغ العميق المتكرر يقلل من عمر البطارية بشكل كبير. البطاريات شبه الصلبة أكثر مقاومة للضغوط من البطاريات السائلة ، ولكنها لا تزال تتحلل إذا تم دفعها إلى ما وراء الحدود.نظام BMS يفرض حدود التفريغ الآمنة لتجنب الأضرار الكيميائية الدائمة والحفاظ على القدرة.
مهام الطيران
الرحلات الطويلة والحمولات الثقيلة واستخدام الطاقة الكبيرة يرفعون درجة حرارة البطارية الداخلية ويزيدون من سرعة الشيخوخة خاصة إذا لم تكن هناك فترات تبريد.تتتبع نظام BMS ملامح الطيران ويقوم بتعديل الأداء لحماية البطارية أثناء المهام العالية الإجهاد.
الحرارة
إن درجات الحرارة العالية هي أحد أكبر التهديدات: فهي تزيد من المقاومة الداخلية وتفسد المواد الكهربائية. وتزيد الطائرات بدون طيار من هذا الأمر من خلال التغيرات السريعة في الارتفاع وانخفاض تدفق الهواء أثناء الطيران.BMS يتحكم في الحدود الحراريةأو إيقاف تشغيل البطارية إذا أصبحت ساخنة جداً.
وزن البطارية
البطاريات الثقيلة تجبر الطائرات بدون طيار على استخدام المزيد من الطاقة، مما يزيد من الطلب على التيار الحالي والحرارة. وهذا يسبب المزيد من التآكل الداخلي مع مرور الوقت.نظام BMS يسلم إمدادات الطاقة ويتجنب ارتفاعات الطاقة المفاجئة للحد من هذا الإجهاد.
كيفية زيادة عمر بطارية الطائرات بدون طيار
اختيار بطارية جيدة هو مجرد البداية عادات الطيران الذكية ودعم BMS
- خفض وزن الطائرات بدون طيار: الحمولات الخفيفة تقل من الطلب على الطاقة والحرارة، مما يسمح لـ BMS بالحفاظ على البطارية في ظروف ثابتة منخفضة الإجهاد.
- استخدم بطاريات احتياطية: تتجنب البطاريات المتناوبة الإفراط في استخدام بطارية واحدة، وتوازن التآكل وتطويل عمر أسطول البطاريات بأكمله.
- استخدام أنماط توفير الطاقة: هذه الاحتياجات منخفضة للطاقة الذروة، وتقلل من الإجهاد الحراري وتبطئ التدهور الكيميائي، وBMS تحسين الجهد / التيار لهذه الأنماط.
- تجنب الحرارة الشديدة: الظروف الساخنة والباردة تسريع التدهور، حتى بالنسبة للبطاريات شبه الصلبة.
- تجنب التكلفة الزائدة: الشحن الزائد يحطم الالكتروليت و يرفع الضغط الداخلي. BMS يوقف الجهد الزائد على مستوى الخلية لشحن آمن و متوازن.
- تخزينها بشكل صحيحالتوتر الخاطئ في التخزين يسبب فقدان القدرة
يجب أن تكون رسالتك بين 20-3000 حرف!
