W jaki sposób baterie solidne dla dronów poprawiają ich wydajność

W dziedzinie dronów wydajność baterii pozostaje kluczowym wąskim gardłem ograniczającym ich wytrzymałość, pojemność ładunku i zdolność do adaptacji środowiska. Tradycyjne akumulatory litowo-jonowe opierają się na ciekłych elektrolitach, których ograniczenia gęstości energii, bezpieczeństwa i stabilności niskiej temperatury utrudniają drony pokonać wyzwania związane z „krótką wytrzymałością, słabą tolerancją na środowisko i wysokie koszty utrzymania”.

Wyższa gęstość energii bezpośrednio rozszerza wytrzymałość lub zwiększa pojemność ładunku

Gęstość energii jest podstawową miarą określającą, czy dron może „latać dłużej”, czy „przenoszenie cięższych obciążeń”. Tradycyjne akumulatory litowo-jonowe zazwyczaj oferują gęstość energii między 200-300 WH/kg, podczas gdy akumulatory stałe w głównym nurcie przekroczyły 400 WH/kg, a niektóre prototypy laboratoryjne osiągają 600 WH/kg.

W przypadku dronów przekłada się to na dwa krytyczne postępy:

Po pierwsze, pod identyczną masą baterii wytrzymałość lotu może wzrosnąć o 30–50%. Na przykład dron klasy konsumenckiej z tradycyjnymi akumulatorami zwykle działa przez około 30 minut, podczas gdy jeden wyposażony w baterie w stanie stałym może wydłużyć czas lotu do ponad 45 minut, spełniające wymagania dotyczące dłuższych fotografii lotniczej lub inspekcji.

Po drugie, przy niezmienionej wytrzymałości, masa baterii można znacznie zmniejszyć, uwalniając pojemność ładunku dla dronów. Drony natryskiwania rolnictwa mogą przenosić więcej pestycydów, podczas gdy drony logistyczne mogą transportować cięższe ładunki, dalsze rozszerzające się zastosowania w branży.

Zwiększone bezpieczeństwo zmniejsza awarie i ryzyko

Baterie w stanie stałymWykorzystaj stałe elektrolity (takie jak tlenki lub siarczki), znacznie poprawiając stabilność termiczną przy jednoczesnym eliminowaniu ryzyka wycieku elektrolitu. Nawet przy uderzeniach zewnętrznych lub nagłej zmianie temperatury akumulatory te odporne są na ucieczkę termiczną, znacznie obniżając wskaźniki awarii.

Test nakłucia: Po przebijaniu ostrego obiektu akumulatory w stanie stałym wykazują tylko zlokalizowane mikro-kracki bez otwartych płomieni lub dymu, a temperatury powierzchni wzrastają o zaledwie 15 ° C. W przeciwieństwie do tego, konwencjonalne akumulatory gwałtownie rozpalają się w ciągu 5 sekund w ramach tego samego testu, a temperatury wzrosną powyżej 500 ° C.

Doskonała zdolność adaptacji środowiskowej, rozbijanie ograniczeń temperatury

Elektrolity w stanie stałym pozostają nienaruszone przez niskie temperatury, utrzymując stabilną przewodność jonową w szerokim zakresie od -30 ° C do 80 ° C. Tolerancja w wysokiej temperaturze: dron logistyczny wyposażony w pół-stały baterię działającą w sposób ciągły przez 40 minut w 40 ° C, z temperaturami powierzchniowymi konsekwentnie poniżej 45 ° C. Nie wystąpiły żadne spadki lub krople napięcia.

Dłuższa żywotność cyklu, obniżone koszty długoterminowe

Akumulatory stałego mają bardziej stabilną strukturę, co powoduje zmniejszenie degradacji materiału elektrody podczas ładowania i rozładowywania. Ich żywotność cyklu może łatwo przekroczyć 1000 cykli.

Przedłużona żywotność baterii w stanie stałym przekłada się na niższą częstotliwość wymiany: Zakładając jeden cykl rozładunku ładowania dziennie, tradycyjne baterie wymagają wymiany około roku, podczas gdy baterie w stanie stałym mogą trwać 3-5 lat. To znacznie zmniejsza koszty utrzymania sprzętu i zwiększa opłacalność operacyjną.

Rozszerzone granice bezpieczeństwa: od ochrony jednopunktowej do redundancji systemu

Bateria stałegoBezpieczeństwo wykracza poza poszczególne komórki poprzez zwiększoną integrację systemu:

Wielowarstwowa ochrona fizyczna: kapsułkowana w folii tereftalanu poliamidowego (BOPA) zorientowana na biorzyście (BOPA) baterie w stanie stałym oferują trzykrotnie odporność na uderzenie tradycyjnej folii plastycznej. Wytrzymują 50J energii uderzenia (równoważne dronowi zderzającemu się z przeszkodą przy 10 m/s) bez pęknięcia.

Inteligentny system zarządzania: Zintegrowany BMS (system zarządzania akumulatorami) umożliwia równoważenie napięcia na poziomie ogniwa. Jeśli komórka doświadczy nieprawidłowego wzrostu temperatury, BMS odłącza swój obwód ładunku/rozładowania w ciągu 0,1 sekundy, zapobiegając propagowaniu uszkodzeń.

Jeśli czas lotu jest Twoim najwyższym priorytetem, niestandardowe akumulatory dronów Zye priorytetowo traktują zmniejszenie masy ciała przy maksymalizowaniu pojemności. Nasza technologia o wysokiej energii gęstości zapewnia dłuższy czas lotu bez uszczerbku dla wytrzymałości lub niezawodności.

Niestandardowe akumulatory dronów Zye zapewniają wysokie stawki rozładowania. Zapewniają moc wybuchową bez przegrzania, umożliwiając dronowi osiągnięcie niezwykłych prędkości i wykonywanie dynamicznych manewrów z precyzją i niezawodnością.

Wniosek

Baterie w stanie stałym zwiększają bezpieczeństwo dronów poprzez potrójne przełom: innowacje materiałowe (elektrolity w stanie stałym), optymalizacja strukturalna (technologia opakowania) i inteligentne zarządzanie (systemy BMS). Od danych laboratoryjnych po rzeczywiste zastosowania, baterie w stanie stałym wykazują przytłaczające zalety bezpieczeństwa w stosunku do tradycyjnych akumulatorów-niezależnie od stabilności w wysokiej temperaturze, niezawodności w niskiej temperaturze lub odporności na uderzenie i starzenie się.

W miarę dojrzewania technologii baterie w stanie stałym staną się „najwyższą siatką bezpieczeństwa” dla lotu dronów, napędzając branżę w kierunku bardziej złożonych i niebezpiecznych scenariuszy zastosowania.