UAV-alustoille akun valinta ei ole vain kapasiteettia koskeva päätös. Lentokoneen jännite, lentoonlähtöpaino, hyötykuorma, moottorin ja ESC:n tarve, vaadittu lentoaika, purkausvirta ja pakkausmassa on otettava huomioon yhdessä. HSS Energy kehittää LiPo-, Li-ion- ja korkeaenergiaisia puolikiinteitä UAV-akkuja FPV-, kartoitus-, tarkastus-, maatalous- ja muihin teollisuuslentokoneisiin.
UAV-vertailualusta akun integroinnin arviointiin
Suurempi akku ei automaattisesti tuota suhteellisesti pidempää lentoaikaa. Ylimääräinen varastoitu energia lisää myös massaa, mikä lisää lentokoneen tehon tarvetta ja voi vähentää käytettävissä olevaa hyötykuormaa. Tavoitteena on siis toimiva tasapaino energian, pakkauksen painon, jatkuvan virran kapasiteetin ja lentokoneen tarpeiden välillä.
· FPV ja elokuvalliset alustat: teho-painosuhde, kompaktit mitat ja huippupurkauskyky.
· UAV:iden kartoitus ja tarkastus: kestävyys, vakaa teho, toistettava suoritus ja hyötykuormamarginaali.
· Maatalouskäyttöön tarkoitetut ja raskaan hyötykuorman UAV:t: enemmän asennettua energiaa, jatkuvaa virtaa ja lämpömarginaalia.
· Räätälöidyt teollisuus-UAV:t: kokoonpano perustuu lentokoneen todelliseen jännitteeseen, moottorin/ESC:n tarpeeseen, hyötykuormaan ja asennuskuormaan.
|
Vaihe |
Valintapiste |
Tekninen tarkistus |
|
1 |
Lentokoneen tyyppi |
FPV / Elokuva / Karttaus / Tarkastus / Maatalous / Teollinen UAV |
|
2 |
Sähköinen alusta |
Vahvista S-luku, käyttöjännite, moottori- ja ESC-vaatimukset |
|
3 |
Tehtävän vaatimus |
Määritä hyötykuorma, MTOW, tavoitelentoaika ja lentoprofiili |
|
4 |
Akun yhteensopivuus |
Valitse kapasiteetti, pakkausmassa, jatkuva/huippuvirta ja liitin |
|
5 |
Prototyypin validointi |
Näyte -> Lentotesti -> Tietojen tarkistus -> Lopullinen määritys |
Seuraavat viitekonfiguraatiot osoittavat, miksi Ah ei yksin riitä UAV-valintaan. Kapasiteetti, asennettu energia, pakkausmassa ja virtakyky liikkuvat yhdessä, ja ne tulee sovittaa lentokoneen tehtävään.
|
Valintapiste |
6S16Ah |
6S22Ah |
6S30Ah |
6S40Ah High Energy |
|
Nimellinen energia |
355,2 Wh |
488,4 Wh |
666 Wh |
888 Wh |
|
Noin pakkausmassaa |
1,48 kg |
1,62 kg |
2,05 kg |
2,35 kg |
|
Jatkuva virta |
48A |
66A |
90A |
80A |
|
Solujen energiatiheys |
270Wh/kg |
350Wh/kg |
350Wh/kg |
400Wh/kg |
|
Laskettu pakkausviite |
~240Wh/kg |
~301Wh/kg |
~325Wh/kg |
~378Wh/kg |
|
Pakkaa kirjekuori |
50 x 78 x 195 |
55 x 78 x 195 |
68 x 78 x 195 |
70 x 90 x 205 |
|
Matrix rooli |
Kompakti 6S |
Keskikapasiteettinen korkea energia |
Korkeampi virta 6S |
Korkea asennettu energia |
Valintahuomautus: 6S40Ah-konfiguraatiolla on suurin asennettu energia tässä vertailusarjassa, kun taas 6S30Ah-kokoonpanolla on suurin luetteloitu jatkuva virta. Lopullisen valinnan tulee noudattaa lentokoneen tehovaatimusta ja painobudjettia eikä pelkästään kapasiteettiluokitusta.
Suurienergiset pussikennot voivat lisätä asennettua energiaa lisäämättä pakkausmassaa samalla nopeudella kuin perinteiset kokoonpanot. Tämä on erityisen hyödyllistä silloin, kun kestävyys ja hyötykuorma kilpailevat samasta lähtöpainobudjetista.
Yksi saatavilla oleva 41 Ah ladattava litiumionipolymeerikennoalusta on määritetty 3,5 V:n nimellisjännitteellä, 41,0 Ah:n tyypillisellä kapasiteetilla, noin 367 g:n keskipainolla ja 413 Wh/kg:n keskimääräisellä kennotason energiatiheydellä. Samassa spesifikaatiossa luetellaan 3C maksimi jatkuva purkaus >=15 % SOC ja 5C/10s maksimipulssipurkaus >=40 % SOC.
Solutason energiatiheys ja valmiin pakkauksen energiatiheys eivät ole keskenään vaihdettavissa. Pakettitason tulokset riippuvat solujen valinnasta, yhteenliittämisestä, johdotus, mekaaninen rakenne, suojaus, eristys ja muut integrointivaatimukset.
UAV-akun suunnittelu on kompromissi kolmen linkitetyn muuttujan välillä: asennettu energia, akun massa ja käytettävissä oleva hyötykuorma. Kapasiteetin lisääminen voi pidentää kestävyyttä, mutta lisätty massa lisää myös propulsion tarvetta. Tästä syystä HSS Energy arvioi koko lentokonevaatimuksen ennen paketin suosittelemista.
|
Jos tämä lisääntyy |
Mahdollinen hyöty |
Tekninen kompromissi |
|
Akun energia |
Mahdollisesti pidempi tehtäväaika |
Suurempi akun massa |
|
Energiatiheys |
Enemmän energiaa tietylle solumassalle |
Depends on cell platform and discharge requirement |
|
Purkauskyky |
Enemmän nykyistä marginaalia vaativissa vaiheissa |
Saattaa vaikuttaa solujen valintaan, painoon ja lämpösuunnitteluun |
Jatkuva virta tukee normaalia tehtävätoimintaa, kuten risteilyä, leijumista ja jatkuvaa hyötykuormaa. Huippuvirta kattaa lyhytkestoiset tapahtumat, kuten lentoonlähdön, nopean nousun, kiihdytyksen tai ohimenevän raskaan kuorman. Korkea C-nopeus ei yksin riitä; akku on arvioitava suhteessa lentokoneen nykyiseen kysyntään ja käyttöolosuhteisiin.
Tälle ratkaisulle toimitetulle 41 Ah:n kennolle määritellyt toimintarajat sisältävät lämpötilasta riippuvan latauksen, purkamisen -20 °C:sta 55 °C:seen ja erityiset SOC-olosuhteet jatkuvalle ja pulssipurkaukselle. Nämä rajat tulisi sisällyttää pakkauksen ja BMS:n suunnitteluun sen sijaan, että niitä pitäisi käsitellä yleisinä solukykyinä.
|
Sovellus |
Ensisijaiset akun prioriteetit |
Tyypillinen tekniikan painopiste |
|
FPV / Cinematic |
Tehosta painoon suhteutettuna, kompakti pakkaus, transienttilähtö |
LiPo tai Li-ion; 3S/6S/8S/12S; liittimen ja kirjekuoren yhteensopivuus |
|
Kartoitus / Kysely |
Kestävyys, painonhallinta, vakaa tuotto |
Energiatehokas kennoalusta, tehtävän kesto ja hyötykuormamarginaali |
|
Tarkastus |
Toistettavuus, kestävyys, lentokoneintegraatio |
Jännitteensovitus, pakkausmassa, virrantarve ja asennus |
|
Maatalous / Raskas hyötykuorma |
Asennettu energia ja jatkuva teho |
Suuremman kapasiteetin pakkaukset, nykyinen marginaali ja lämmönhallinta |
Akku on konfiguroitu lentokoneen ympärille sen sijaan, että lentokone pakotettaisiin sopimaan vakiopakkaukseen. OEM/ODM-kehitys voi kattaa:
· Kemia: LiPo, Li-ion tai puolikiinteä alusta projektin mukaan.
· Jännitealusta: 3S, 6S, 8S, 12S, 14S ja mukautetut kokoonpanot.
· Kapasiteetti, energia ja tavoitepakkauksen paino.
· Jatkuvan ja huippupurkausvaatimukset.
· Pakkauksen mitat ja lentokoneen asennuskuori.
· Päävirtajohto, tasapainojohto ja liitin, kuten XT60 tai XT90 tarvittaessa.
· Mekaaninen rakenne, eristys, merkinnät ja projektikohtainen pakkausrakenne.
· BMS tai suojausstrategia, jos akun arkkitehtuuri ja sovellus sitä edellyttävät.
|
Vaihe |
Toiminta |
Lähtö |
|
01 |
Vaatimus |
Lentokoneen jännite, moottori/ESC, hyötykuorma, MTOW, nykyinen akku ja tavoitelentoaika |
|
02 |
Akkuehdotus |
Solualusta, S-kokoonpano, kapasiteetti, odotettu pakkausmassa ja nykyinen kapasiteetti |
|
03 |
Näyte |
Prototyyppiakku valmistettu lentokoneintegraatiota varten |
|
04 |
Lentotesti |
Tarkista lentoaika, jännitteen käyttäytyminen, lämpötila ja tehtävän suorituskyky |
|
05 |
Tietojen tarkistus |
Tarkista todelliset testitulokset ja säädä konfiguraatiota tarvittaessa |
|
06 |
Vahvistus |
Jäädyttää sovitut erittelyt tuotantoa varten |
Mukana toimitettu 41 Ah:n soluspesifikaatio vaatii hallitun paketin integroinnin yksinkertaisen sarjaliitännän sijaan. Se vaatii BMS-valvontaa ja -suojausta, lämpötilan tunnistamista, lämmönpoiston huomioon ottamista ja kennojen mekaanista ohjausta. Spesifikaatiossa määritellään myös suojakynnykset ylilataus-, ylipurkaus-, ylivirta-, oikosulku- ja ylilämpötilaolosuhteille.
Moduulien rakentamista varten kennoasiakirja suosittelee hallittua esipakkausta, varattua laajennustilaa ja tasaista voimaa solun kosketuspinnan yli. Nämä vaatimukset huomioidaan mekaanisen suunnittelun aikana, kun valittu solualusta vaatii niitä.
|
Alusta |
Käytä ratkaisussa |
|
6S 16000mAh |
Kompakti 6S-referenssi painoherkille UAV-malleille |
|
6S 22000mAh |
Higher-energy 6S reference with moderate pack mass |
|
6S 30000mAh |
Korkeamman virran 6S-viite toimitetussa valintamatriisissa |
|
6S 40000mAh High Energy |
Korkea asennetun energian referenssi kestävyyssuuntautuneille UAV:ille |
|
8S 40000mAh |
Saatavilla korkeajännitteinen mukautettu UAV-referenssialusta |
|
FPV-viitteet |
3S 1000mAh, 6S 3200mAh ja 6S 9000mAh |
· Ilma-aluksen tyyppi ja sovellus
· Vaadittu akun jännite tai S-luku
· Moottori- ja ESC-tiedot
· Akun nykyinen kapasiteetti, mitat ja paino
· Normaali ja huippuvirta, jos saatavilla
· Hyötykuorma ja suurin lentoonlähtöpaino
· Kohdelentoaika ja tehtäväprofiili
· Liitännän ja kaapelin vaatimukset
· Arvioitu näyte ja tuotantomäärä
Tässä ratkaisussa esitetyt akun tekniset tiedot ja vertailukonfiguraatiot ovat alustavaa valintaa ja teknistä keskustelua varten. Lopullinen jännite, kapasiteetti, energia, paino, mitat, purkauskyky, energiatiheys, kennoalusta, liitin ja muut parametrit voivat vaihdella lentokoneen vaatimusten, käyttöolosuhteiden ja tuotekehityksen mukaan. Solutason energiatiheyttä ei saa tulkita valmiin pakkauksen energiatiheydeksi. Lopulliset tekniset tiedot ovat vahvistetun tietolomakkeen, näytehyväksynnän, teknisen sopimuksen, PI:n tai sopimuksen alaisia.
Lähetä lentokoneen sähkötiedot, nykyiset akkutiedot, hyötykuorma, tavoitelentoaika ja asennusrajat. HSS Energy voi tehdä akkuehdotuksen prototyypin arviointia ja lentotestin vahvistusta varten.
-
