สำหรับแพลตฟอร์ม UAV การเลือกแบตเตอรี่ไม่ใช่การตัดสินใจเกี่ยวกับความจุเท่านั้น แรงดันไฟฟ้าของเครื่องบิน น้ำหนักบินขึ้น น้ำหนักบรรทุก ความต้องการมอเตอร์และ ESC เวลาบินที่ต้องการ กระแสคายประจุ และมวลบรรจุภัณฑ์ต้องได้รับการพิจารณาร่วมกัน HSS Energy พัฒนา LiPo, Li-ion และการกำหนดค่าแบตเตอรี่ UAV กึ่งแข็งพลังงานสูงสำหรับ FPV การทำแผนที่ การตรวจสอบ เครื่องบินเกษตรและอุตสาหกรรมอื่นๆ
อ้างอิงแพลตฟอร์ม UAV สำหรับการประเมินการรวมแบตเตอรี่
แบตเตอรี่ที่ใหญ่กว่าไม่ได้ให้เวลาการบินที่มีประโยชน์นานขึ้นตามสัดส่วนโดยอัตโนมัติ พลังงานที่เก็บไว้เพิ่มเติมยังเพิ่มมวล ซึ่งเพิ่มความต้องการพลังงานของเครื่องบินและสามารถลดน้ำหนักบรรทุกที่มีอยู่ได้ เป้าหมายจึงเป็นความสมดุลระหว่างพลังงาน น้ำหนักบรรจุภัณฑ์ ความสามารถด้านกระแสไฟต่อเนื่อง และข้อกำหนดในภารกิจของเครื่องบิน
· FPV และแพลตฟอร์มภาพยนตร์: อัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนัก ขนาดกะทัดรัด และความสามารถในการคายประจุสูงสุด
· การทำแผนที่และการตรวจสอบ UAV: ความทนทาน ผลลัพธ์ที่เสถียร ประสิทธิภาพภารกิจที่ทำซ้ำได้ และส่วนต่างของน้ำหนักบรรทุก
· UAV ทางการเกษตรและน้ำหนักบรรทุกหนัก: พลังงานที่ติดตั้งที่สูงขึ้น ความสามารถในปัจจุบันที่ยั่งยืน และส่วนต่างความร้อน
· UAV อุตสาหกรรมแบบกำหนดเอง: การกำหนดค่าตามแรงดันไฟฟ้าของเครื่องบินจริง ความต้องการมอเตอร์/ESC น้ำหนักบรรทุก และขอบเขตการติดตั้ง
|
ขั้นตอน |
จุดคัดเลือก |
การตรวจสอบทางวิศวกรรม |
|
1 |
ประเภทเครื่องบิน |
FPV / ภาพยนตร์ / การทำแผนที่ / การตรวจสอบ / การเกษตร / อุตสาหกรรม UAV |
|
2 |
แพลตฟอร์มไฟฟ้า |
ยืนยันข้อกำหนดจำนวน S แรงดันไฟฟ้าในการทำงาน มอเตอร์ และ ESC |
|
3 |
ความต้องการของภารกิจ |
กำหนดน้ำหนักบรรทุก, MTOW, เวลาเที่ยวบินเป้าหมาย และโปรไฟล์เที่ยวบิน |
|
4 |
การจับคู่แบตเตอรี่ |
เลือกความจุ มวลบรรจุภัณฑ์ กระแสต่อเนื่อง/จุดสูงสุด และตัวเชื่อมต่อ |
|
5 |
การตรวจสอบต้นแบบ |
ตัวอย่าง -> การทดสอบการบิน -> การตรวจสอบข้อมูล -> การกำหนดค่าขั้นสุดท้าย |
การกำหนดค่าอ้างอิงต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าเหตุใด Ah เพียงอย่างเดียวจึงไม่เพียงพอสำหรับการเลือก UAV กำลังการผลิต พลังงานที่ติดตั้ง มวลบรรจุภัณฑ์ และขีดความสามารถในปัจจุบัน เคลื่อนที่ไปพร้อมๆ กัน และควรสอดคล้องกับภารกิจของเครื่องบิน
|
จุดคัดเลือก |
6S16อา |
6S22อา |
6S30อา |
6S40Ah พลังงานสูง |
|
พลังงานที่กำหนด |
355.2Wh |
488.4Wh |
666Wh |
888Wh |
|
ประมาณ แพ็คมวล |
1.48กก |
1.62กก |
2.05กก |
2.35กก |
|
กระแสต่อเนื่อง |
48ก |
66เอ |
90เอ |
80เอ |
|
ความหนาแน่นของพลังงานของเซลล์ |
270Wh/กก |
350Wh/กก |
350Wh/กก |
400Wh/กก |
|
การอ้างอิงแพ็คที่คำนวณ |
~240Wh/กก |
~301Wh/กก |
~325Wh/กก |
~378Wh/กก |
|
แพ็คซองจดหมาย |
50 x 78 x 195 |
55 x 78 x 195 |
68 x 78 x 195 |
70 x 90 x 205 |
|
บทบาทของเมทริกซ์ |
คอมแพ็กต์ 6S |
พลังงานสูงความจุปานกลาง |
6S กระแสสูงกว่า |
พลังงานติดตั้งสูง |
หมายเหตุสำหรับการเลือก: รุ่น 6S40Ah มีพลังงานติดตั้งสูงสุดในชุดอ้างอิงนี้ ในขณะที่รุ่น 6S30Ah มีกระแสไฟต่อเนื่องสูงสุดที่ระบุไว้ ตัวเลือกสุดท้ายควรเป็นไปตามข้อกำหนดกำลังของเครื่องบินและงบประมาณด้านน้ำหนัก แทนที่จะจัดอันดับความจุเพียงอย่างเดียว
เซลล์กระเป๋าพลังงานสูงสามารถเพิ่มพลังงานที่ติดตั้งโดยไม่ต้องเพิ่มมวลแพ็คในอัตราเดียวกับการกำหนดค่าทั่วไป สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในกรณีที่ความทนทานและน้ำหนักบรรทุกแข่งขันกันเพื่องบประมาณ Take-off Weight ที่เท่ากัน
แท่นเซลล์โพลีเมอร์ลิเธียมไอออนแบบชาร์จได้ขนาด 41Ah หนึ่งแท่นที่มีจำหน่ายระบุที่แรงดันไฟฟ้าปกติ 3.5V, ความจุโดยทั่วไป 41.0Ah, น้ำหนักเฉลี่ยประมาณ 367 กรัม และความหนาแน่นพลังงานระดับเซลล์โดยเฉลี่ย 413Wh/กก. ข้อมูลจำเพาะเดียวกันนี้แสดงการคายประจุต่อเนื่องสูงสุด 3C ที่ >=15% SOC และการปล่อยพัลส์สูงสุด 5C/10s ที่ >=40% SOC
ความหนาแน่นของพลังงานระดับเซลล์และความหนาแน่นของพลังงานในบรรจุภัณฑ์สำเร็จรูปไม่สามารถใช้แทนกันได้ ผลลัพธ์ระดับแพ็คขึ้นอยู่กับการเลือกเซลล์ การเชื่อมต่อ สายไฟ โครงสร้างทางกล การป้องกัน ฉนวน และข้อกำหนดการรวมอื่นๆ
วิศวกรรมแบตเตอรี่ของ UAV เป็นการแลกเปลี่ยนระหว่างตัวแปรที่เชื่อมโยงกัน 3 ประการ ได้แก่ พลังงานที่ติดตั้ง มวลแบตเตอรี่ และน้ำหนักบรรทุกที่มีอยู่ ความจุที่เพิ่มขึ้นอาจเพิ่มความทนทาน แต่มวลที่เพิ่มขึ้นก็ทำให้ความต้องการในการขับเคลื่อนเพิ่มขึ้นเช่นกัน ด้วยเหตุนี้ HSS Energy จึงประเมินข้อกำหนดของเครื่องบินให้ครบถ้วนก่อนที่จะแนะนำชุดเครื่องบิน
|
หากสิ่งนี้เพิ่มขึ้น |
ประโยชน์ที่เป็นไปได้ |
การแลกเปลี่ยนทางวิศวกรรม |
|
พลังงานแบตเตอรี่ |
อาจมีเวลาภารกิจนานกว่านี้ |
มวลแบตเตอรี่ที่สูงขึ้น |
|
ความหนาแน่นของพลังงาน |
พลังงานมากขึ้นสำหรับมวลเซลล์ที่กำหนด |
ขึ้นอยู่กับแพลตฟอร์มเซลล์และข้อกำหนดการจำหน่าย |
|
ความสามารถในการคายประจุ |
อัตรากำไรปัจจุบันมากขึ้นในช่วงที่มีความต้องการ |
อาจส่งผลต่อการเลือกเซลล์ น้ำหนัก และการออกแบบด้านความร้อน |
กระแสไฟต่อเนื่องรองรับการปฏิบัติภารกิจตามปกติ เช่น การล่องเรือ การลอยตัว และงานน้ำหนักบรรทุกที่ยั่งยืน กระแสไฟสูงสุดครอบคลุมเหตุการณ์ในระยะเวลาสั้นๆ เช่น การขึ้นเครื่อง การไต่ระดับอย่างรวดเร็ว ความเร่ง หรือภาระหนักชั่วคราว ป้ายอัตรา C สูงเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ แบตเตอรี่จะต้องได้รับการประเมินตามความต้องการปัจจุบันของเครื่องบินและสภาพการใช้งานจริง
สำหรับข้อกำหนดเซลล์ 41Ah ที่ให้มาสำหรับโซลูชันนี้ ขีดจำกัดการทำงานที่กำหนดไว้ ได้แก่ การชาร์จตามอุณหภูมิ การดำเนินการคายประจุจาก -20°C ถึง 55°C และเงื่อนไข SOC เฉพาะสำหรับการคายประจุอย่างต่อเนื่องและแบบพัลส์ ขีดจำกัดเหล่านี้ควรนำไปใช้กับการออกแบบแพ็คและ BMS แทนที่จะถือเป็นความสามารถของเซลล์ทั่วไป
|
แอปพลิเคชัน |
ลำดับความสำคัญของแบตเตอรี่หลัก |
มุ่งเน้นด้านวิศวกรรมทั่วไป |
|
FPV / ภาพยนตร์ |
Power-to-weight, แพ็คขนาดกะทัดรัด, เอาท์พุตชั่วคราว |
LiPo หรือ Li-ion; 3S/6S/8S/12S; การจับคู่ตัวเชื่อมต่อและซองจดหมาย |
|
การทำแผนที่/การสำรวจ |
ความอดทน ควบคุมน้ำหนัก ผลผลิตที่มั่นคง |
แพลตฟอร์มเซลล์พลังงานสูง ระยะเวลาภารกิจ และส่วนต่างของน้ำหนักบรรทุก |
|
การตรวจสอบ |
การทำซ้ำ ความอดทน การรวมเครื่องบิน |
การจับคู่แรงดันไฟฟ้า มวลแพ็ค ความต้องการปัจจุบัน และการติดตั้ง |
|
เกษตรกรรม / น้ำหนักบรรทุกหนัก |
พลังงานติดตั้งและพลังงานที่ยั่งยืน |
แพ็กที่มีความจุสูงกว่า อัตรากำไรปัจจุบัน และการจัดการระบายความร้อน |
แบตเตอรี่ได้รับการกำหนดค่าไว้รอบๆ เครื่องบิน แทนที่จะบังคับเครื่องบินให้พอดีกับชุดมาตรฐาน การพัฒนา OEM/ODM สามารถครอบคลุมถึง:
· เคมี: LiPo, Li-ion หรือแพลตฟอร์มกึ่งของแข็งตามโครงการ
· แพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้า: 3S, 6S, 8S, 12S, 14S และการกำหนดค่าแบบกำหนดเอง
· ความจุ พลังงาน และน้ำหนักบรรจุภัณฑ์เป้าหมาย
· ข้อกำหนดการปล่อยประจุอย่างต่อเนื่องและสูงสุด
· ขนาดบรรจุภัณฑ์และซองการติดตั้งเครื่องบิน
· สายไฟหลัก สายบาลานซ์ และตัวเชื่อมต่อ เช่น XT60 หรือ XT90 หากมี
· โครงสร้างทางกล ฉนวน การติดฉลาก และการสร้างบรรจุภัณฑ์เฉพาะโครงการ
· BMS หรือกลยุทธ์การป้องกันตามที่สถาปัตยกรรมและแอปพลิเคชันของแบตเตอรี่กำหนด
|
เวที |
การกระทำ |
เอาท์พุต |
|
01 |
ความต้องการ |
แรงดันไฟฟ้าของเครื่องบิน มอเตอร์/ESC น้ำหนักบรรทุก MTOW แบตเตอรี่ปัจจุบัน และเวลาบินเป้าหมาย |
|
02 |
ข้อเสนอแบตเตอรี่ |
แพลตฟอร์มเซลล์ การกำหนดค่า S ความจุ มวลบรรจุภัณฑ์ที่คาดหวัง และความสามารถในปัจจุบัน |
|
03 |
ตัวอย่าง |
แบตเตอรี่ต้นแบบที่ผลิตขึ้นเพื่อการประกอบเครื่องบิน |
|
04 |
การทดสอบการบิน |
ตรวจสอบเวลาบิน พฤติกรรมแรงดันไฟฟ้า อุณหภูมิ และประสิทธิภาพภารกิจ |
|
05 |
การตรวจสอบข้อมูล |
ตรวจสอบผลการทดสอบจริงและปรับการกำหนดค่าตามที่จำเป็น |
|
06 |
การยืนยัน |
ตรึงข้อกำหนดที่ตกลงไว้สำหรับการผลิต |
ข้อมูลจำเพาะของเซลล์ 41Ah ที่ให้มาจำเป็นต้องรวมชุดควบคุมเข้าด้วยกัน แทนที่จะเชื่อมต่อแบบอนุกรมธรรมดา โดยเรียกร้องให้มีการตรวจสอบและการป้องกัน BMS การตรวจจับอุณหภูมิ การพิจารณาการกระจายความร้อน และการควบคุมทางกลของเซลล์ ข้อมูลจำเพาะยังกำหนดเกณฑ์การป้องกันสำหรับการชาร์จไฟเกิน การคายประจุเกิน กระแสไฟเกิน การลัดวงจร และสภาวะอุณหภูมิเกิน
สำหรับการสร้างโมดูล เอกสารของเซลล์แนะนำให้มีการควบคุมการบีบอัดล่วงหน้า พื้นที่การขยายที่สงวนไว้ และแม้แต่แรงที่ข้ามพื้นผิวสัมผัสของเซลล์ ข้อกำหนดเหล่านี้ได้รับการพิจารณาในระหว่างการออกแบบทางกลเมื่อแพลตฟอร์มเซลล์ที่เลือกต้องการ
|
แพลตฟอร์ม |
ใช้ในโซลูชั่น |
|
6S 16000mAh |
ข้อมูลอ้างอิง Compact 6S สำหรับการออกแบบ UAV ที่ไวต่อน้ำหนัก |
|
6S 22000mAh |
การอ้างอิง 6S พลังงานสูงกว่าพร้อมมวลแพ็คปานกลาง |
|
6S 30000mAh |
การอ้างอิง 6S กระแสสูงกว่าในเมทริกซ์การเลือกที่ให้มา |
|
6S 40000mAh พลังงานสูง |
การอ้างอิงพลังงานที่ติดตั้งไว้สูงสำหรับ UAV ที่เน้นความทนทาน |
|
8S 40000mAh |
มีแพลตฟอร์มอ้างอิง UAV แบบกำหนดเองแรงดันสูงที่มีจำหน่าย |
|
ข้อมูลอ้างอิง FPV |
3S 1000mAh, 6S 3200mAh และ 6S 9000mAh |
· ประเภทเครื่องบินและการใช้งาน
· แรงดันแบตเตอรี่ที่ต้องการหรือจำนวน S
· ข้อมูลมอเตอร์และ ESC
· ความจุ ขนาด และน้ำหนักของแบตเตอรี่ปัจจุบัน
· กระแสปกติและกระแสสูงสุด หากมี
· น้ำหนักบรรทุกและน้ำหนักบินขึ้นสูงสุด
· เวลาเที่ยวบินเป้าหมายและโปรไฟล์ภารกิจ
· ข้อกำหนดของตัวเชื่อมต่อและสายเคเบิล
· ตัวอย่างและปริมาณการผลิตโดยประมาณ
ข้อมูลจำเพาะของแบตเตอรี่และการกำหนดค่าอ้างอิงที่แสดงในโซลูชันนี้มีไว้สำหรับการเลือกเบื้องต้นและการอภิปรายทางวิศวกรรม แรงดันไฟฟ้าขั้นสุดท้าย ความจุ พลังงาน น้ำหนัก ขนาด ความสามารถในการคายประจุ ความหนาแน่นของพลังงาน แท่นเซลล์ ขั้วต่อ และพารามิเตอร์อื่นๆ อาจแตกต่างกันไปตามความต้องการของเครื่องบิน สภาพการทำงาน และการพัฒนาผลิตภัณฑ์ ความหนาแน่นของพลังงานระดับเซลล์ต้องไม่ตีความว่าเป็นความหนาแน่นของพลังงานที่บรรจุเสร็จแล้ว ข้อกำหนดขั้นสุดท้ายขึ้นอยู่กับเอกสารข้อมูลที่ได้รับการยืนยัน การอนุมัติตัวอย่าง ข้อตกลงทางเทคนิค PI หรือสัญญา
ส่งข้อมูลไฟฟ้าของเครื่องบิน ข้อมูลแบตเตอรี่ปัจจุบัน น้ำหนักบรรทุก เวลาบินเป้าหมาย และขีดจำกัดการติดตั้ง HSS Energy สามารถจัดเตรียมข้อเสนอแบตเตอรี่สำหรับการประเมินต้นแบบและการยืนยันการทดสอบการบินได้
-
