Jaka jest wewnętrzna struktura baterii dronu?

Technologia dronów zrewolucjonizowała branże, od fotografii lotniczej po zastosowania przemysłowe. Serce tych latających cudów leży kluczowy element:dron litowy bateria. Stabilne możliwości lotu i operacyjne dronów polegają całkowicie na precyzyjnej inżynierii tych akumulatorów litowych.

W tym artykule zagłębimy się w komórki, chemię i strukturębaterie dronów, ujawniając złożoność, która zasila różnorodne bezzałogowe pojazdy powietrzne.

Ile ogniw znajduje się w standardowej baterii dronów?

Liczba ogniw w baterii dronów może się różnić w zależności od wielkości drona, wymagań mocy i zamierzonego zastosowania. Jednak większość standardowych akumulatorów dronów zwykle zawiera wiele ogniw podłączonych w szeregowych lub równoległych konfiguracjach.

Wewnątrz każdej komórki elektroda dodatnia (taka jak trójskładnikowy materiał litowy), elektrodę ujemną (grafit), elektrolit (przewodnik jonowy) i separator (zapobieganie zwarciom między elektrodami) współpracuje, aby osiągnąć funkcję rdzenia „energii przechowywania podczas ładowania i dostarczania mocy podczas rozładowania”.

Większość komercyjnych i profesjonalnych dronów wykorzystuje baterie wielokomórkowe do zwiększenia energii i czasu trwania lotu. Najczęstsze konfiguracje obejmują: 2s, 3s, 4s i 6s.

Akumulatory Lipo (litowo -polimerowe)są najbardziej rozpowszechnionym typem dronów, przy czym każda komórka jest oceniana na 3,7 V. Łączenie komórek szeregowo zwiększa napięcie, dostarczając większą moc do silników i systemów drona.

W konfiguracji szeregowej komórki są podłączone do końca, łącząc dodatni terminal jednej komórki z ujemnym terminalem następnego. Ten układ zwiększa ogólne napięcie pakietu akumulatora przy jednoczesnym zachowaniu takiej samej pojemności.

W konfiguracji równoległej baterie są połączone ze wszystkimi dodatnimi terminalami połączonymi ze sobą i wszystkimi ujemnymi terminalami połączonymi ze sobą. Układ ten zwiększa całkowitą pojemność (MAH) pakietu akumulatora przy jednoczesnym utrzymaniu tego samego napięcia.

Niezależnie od konfiguracji nowoczesne akumulatory dronów integrują wyrafinowane systemy zarządzania akumulatorami (BMS). Te obwody elektroniczne monitorują i regulują poszczególne napięcia komórek, zapewniając zrównoważone ładowanie i rozładowywanie wszystkich komórek w opakowaniu.

Wewnętrzna struktura akumulatorów litowych polimerowych: anoda, katoda i elektrolit

Aby naprawdę zrozumieć baterie dronów, musimy zbadać ich wewnętrzne elementy. Akumulatory litowe polimerowe, źródło zasilania większości dronów, składają się z trzech pierwotnych elementów: anody, katody i elektrolitu.

Anoda: elektroda ujemna

Anoda w baterii litowej polimerowej jest zwykle wykonana z grafitu, formy węgla. Podczas rozładowania jony litowe przenoszą się z anody do katody, uwalniając elektrony przepływające przez obwód zewnętrzny, aby zasilić drona.

Katoda: elektroda dodatnia

Katoda zwykle składa się z tlenku metalu litowego, takiego jak tlenek kobaltu litu (litowy fosforan żelaza (LifePo₄). Wybór materiału katody wpływa na charakterystykę wydajności baterii, w tym gęstość energii i bezpieczeństwo.

Elektrolit: autostrada jonowa

Elektrolit w akumulatorze litowym polimerowym jest sól litową rozpuszczoną w organicznym rozpuszczalniku. Ten komponent umożliwia migrację jonów litowych między anodą a katodą podczas cykli ładowania i rozładowania. Unikalną cechą akumulatorów polimerowych litowych jest to, że ten elektrolit jest unieruchomiony w kompozyt polimerowych, dzięki czemu bateria jest bardziej elastyczna i mniej podatna na uszkodzenie.

Wsparcie ochronne: obudowa i złącza

Oprócz modułu podstawowego obudowa i złącza baterii dronów - choć nie są bezpośrednio zaangażowane w dostarczanie mocy - są świadczone jako „szkielet”, zapewniając integralność strukturalną:

Obudowa: zazwyczaj konstruowane z plastiku ABS-retardantów płomienia lub stopu aluminium, oferujące odporność na uderzenie, opóźnienie płomienia i izolację termiczną. Zawiera otwory wentylacyjne, aby zapobiec przegrzaniu podczas pracy komórkowej.

Złącza i interfejsy: Wewnętrzne wielokrotnie miedziane przewody (wysoce przewodzące i oporne na zgięcie) łączą komórki z BMS. Interfejsy zewnętrzne często używają złączy XT60 lub XT90 z ochroną odwrotnej w Plug, aby zapobiec przypadkowym uszkodzeniu niepoprawnym połączeniom.

Podstawowa konserwacja: chroń komponenty wewnętrzne, aby przedłużyć żywotność akumulatora

Unikaj przeładowania lub nadmiernego obciążenia (przechowuj między 20–80% pojemnością), aby zapobiec przeciążeniu BMS i degradacji komórek;

Unikaj wnikania wody podczas czyszczenia złącza, aby zapobiec zwarciom okablowania;

Wymień uszkodzone obudowy niezwłocznie, aby chronić wewnętrzne komórki i BM przed uderzeniem fizycznym.

Wewnętrzna architektura baterii dronów stanowi precyzyjną synergię „energii, kontroli i ochrony”. Dzięki postępom w bateriach stałego i technologii inteligentnej BMS, przyszłe projekty baterii staną się bardziej kompaktowe i wydajne, zapewniając podstawowe wsparcie dla aktualizacji wydajności dronów.