چگونه باید باتری پهپاد را برای پهپادهای صنعتی انتخاب کرد؟

چگونه باید ظرفیت باتری با الزامات پهپاد مطابقت داده شود؟

ظرفیت باتری توصیف می کند که یک باتری چه مقدار شارژ الکتریکی می تواند تحت شرایط تعریف شده ایجاد کند. در کاربردهای پهپاد، ظرفیت مهم است زیرا به تقاضای عملیاتی هواپیما و مشخصات کاری مورد نیاز متصل است. با این حال، انتخاب بزرگترین ظرفیت موجود به طور خودکار بهترین راه حل فنی نیست.

یک بسته با ظرفیت بالاتر به طور کلی جرم سلولی و حجم فیزیکی بیشتری را اضافه می کند. این جرم اضافه می‌تواند تقاضای پیشرانه را افزایش دهد که نیازهای الکتریکی سیستم را تغییر می‌دهد. بنابراین پیکربندی نهایی نیاز به تعادل ظرفیت در برابر جرم هواپیما، فضای نصب، قابلیت تخلیه و اهداف عملیاتی دارد.

ظرفیت باید با بار هواپیما در نظر گرفته شود

فرض کنید یک هواپیما برای حمل یک وسیله تخصصی طراحی شده است. دستگاه جرم اضافه می کند و همچنین ممکن است به اتصال الکتریکی خود نیاز داشته باشد. هر دو تغییر می توانند بر سیستم پیشرانه تأثیر بگذارند. سپس باتری باید از پیکربندی هواپیمای بازنگری شده پشتیبانی کند تا طرح اولیه تخلیه شده.

همین اصل در مورد پلتفرم های FPV نیز صدق می کند. یک قاب فشرده ممکن است فضای نصب محدودی داشته باشد، در حالی که مشخصات عملیاتی آن می تواند خروجی الکتریکی قابل توجهی را در مدت کوتاهی طلب کند. در آن شرایط، بسته بندی فیزیکی و ویژگی های تخلیه ممکن است مهم تر از افزایش صرف ظرفیت شوند.

ارزیابی ظرفیت عملی

قبل از انتخاب باتری، تیم پروژه باید تقاضای برق هواپیما و شرایط عملیاتی مورد انتظار را شناسایی کند. سپس این اطلاعات باید با منطقه نصب موجود و جرم باتری قابل قبول در نظر گرفته شود.

برای پروژه های حرفه ای، تفکیک بحث به الزامات الکتریکی و مکانیکی می تواند مفید باشد. سمت الکتریکی به ولتاژ، ظرفیت، دشارژ و اتصال می پردازد. سمت مکانیکی طول، عرض، ضخامت، شکل، نقاط ثابت، مسیر کابل و دسترسی را پوشش می دهد.

هنگامی که این دو طرف با هم بررسی می شوند، پیکربندی حاصل به احتمال زیاد به جای اینکه صرفاً یک هدف عددی جدا شده را برآورده کند، متناسب با هواپیمای واقعی است.

چگونه باید یکپارچه سازی باتری برنامه ریزی شود؟

یکپارچه سازی باتری باید قبل از تولید بسته نهایی باتری آغاز شود. ساختار هواپیما، سیستم نیروی محرکه، کانکتورها، چیدمان تجهیزات و نیازهای برق باید با هم بررسی شوند تا طراحی باتری منعکس کننده سیستم کامل باشد.

یک فرآیند ادغام عملی با اطلاعات فنی شروع می شود. این می تواند شامل ابعاد محفظه باتری، ولتاژ مورد نیاز، محدوده ظرفیت، جریان مورد انتظار، ویژگی های تخلیه، الزامات اتصال، روش نصب و شرایط محیطی باشد.

مرحله 1: نیاز الکتریکی را تعریف کنید

مشخصه های الکتریکی مورد نیاز هواپیما و سیستم رانش را تعیین کنید. موتور و معماری ESC باید گنجانده شود زیرا باتری باید از شرایط عملکرد آنها پشتیبانی کند.

مرحله 2: پاکت فیزیکی را تعریف کنید

فضای باتری موجود را اندازه‌گیری کنید و محدودیت‌های مربوط به طول، عرض، ضخامت، مسیر کابل، کانکتورها و تکیه‌گاه‌های ساختاری را شناسایی کنید. این یک مرز فیزیکی برای بسته باتری ایجاد می کند.

مرحله 3: بار کامل هواپیما را در نظر بگیرید

هنگام بررسی توزیع انبوه، اجزای پیشران، باتری‌ها، محموله‌ها، لوازم الکترونیکی، قطعات ساختاری و سایر تجهیزات متصل را در نظر بگیرید. یک باتری باید در پیکربندی واقعی هواپیما ارزیابی شود نه به عنوان یک جزء مستقل.

مرحله 4: شرایط عملیاتی را بررسی کنید

دمای مورد انتظار، ارتعاش، قرار گرفتن در معرض ضربه و الگوی عملکرد را شناسایی کنید. این عوامل به تعیین اینکه کدام آزمایش ها و ملاحظات طراحی باید در طول اعتبارسنجی گنجانده شوند کمک می کند.

مرحله 5: رابط ها را تأیید کنید

اتصالات، سیم کشی، الزامات ارتباطی، روش نصب و دسترسی به تعمیر و نگهداری را بررسی کنید. اطلاعات واسط پاک می‌تواند احتمال کشف مشکلات سازگاری را پس از تولید کاهش دهد.

یکپارچه سازی سیستم به ویژه برای پهپادهای سفارشی شده مهم است. هنگامی که باتری از ابتدا در اطراف هواپیما طراحی می شود، هماهنگ کردن نیازهای الکتریکی با بسته بندی مکانیکی و قرار دادن تجهیزات آسان تر است.

چگونه ساخت باتری بر ثبات سیستم تأثیر می گذارد؟

عملکرد باتری نه تنها به سلول های انتخاب شده بلکه به نحوه تطبیق، اتصال، بسته بندی و آزمایش آن سلول ها نیز بستگی دارد. یک فرآیند تولید کنترل شده می تواند به حفظ سازگاری بین طراحی تعریف شده و بسته نهایی کمک کند.

1. مرتب سازی خودکار سلول ها:سلول های مجزا از نظر مقاومت داخلی، ولتاژ و ظرفیت ارزیابی می شوند تا سلول های مناسب برای مونتاژ پک گروه بندی شوند.
2. آرایش سلولی:سلول ها بر اساس پیکربندی الکتریکی تعریف شده و الزامات بسته بندی سازماندهی می شوند.
3. جوشکاری لیزری دقیق:اتصالات با استفاده از فرآیندهای جوشکاری کنترل شده برای مونتاژ باتری تشکیل می شوند.
4. بسته بندی باتری:بسته مونتاژ شده با توجه به ابعاد، ضخامت و چیدمان نصب مورد نیاز شکل می گیرد.
5. پیری تخلیه شارژ:باتری های تمام شده از طریق فرآیندهای شارژ و دشارژ تعریف شده ارزیابی می شوند.
6. تست نرخ:باتری تحت شرایط تخلیه مشخص شده مربوط به برنامه مورد نظر بررسی می شود.

انتخاب سلول و تطبیق

تطبیق سلول گام مهمی است زیرا یک بسته باتری از چندین سلول جداگانه ساخته شده است. اندازه گیری مقاومت داخلی، ولتاژ و ظرفیت قبل از مونتاژ، مبنای تعریف شده ای را برای گروه بندی سلول ها فراهم می کند.

ارزش این فرآیند صرفاً وجود تجهیزات خودکار نیست. نکته مهم این است که گردش کار تولید از پارامترهای قابل اندازه گیری برای پشتیبانی از قوام باتری قبل از تکمیل بسته استفاده می کند.

جوشکاری و بسته بندی دقیق

جوشکاری عناصر الکتریکی مجموعه باتری را به هم متصل می کند، در حالی که بسته بندی شکل فیزیکی محصول نهایی را تعیین می کند. برای کاربردهای پهپاد، هر دو ناحیه می توانند تأثیر مستقیمی بر یکپارچه سازی سیستم داشته باشند.

یک باتری ممکن است نیاز به پیروی از ضخامت، طول یا شکل خاصی داشته باشد تا در اطراف ساختار هواپیما قرار گیرد. بنابراین بسته بندی بخشی از راه حل مهندسی می شود نه یک فکر بعدی که پس از طراحی الکتریکی اضافه می شود.

تست پیری و میزان

پیری شارژ-دشارژ اطلاعاتی در مورد باتری مونتاژ شده در چرخه های عملیاتی تعریف شده ارائه می دهد. تست نرخ رفتار را تحت شرایط تخلیه مشخص بررسی می کند. این فرآیندها با هم می توانند به ارزیابی ساختارمندتری از باتری تمام شده کمک کنند.

شرایط تست باید با توجه به الزامات فنی محصول انتخاب شود. پیکربندی‌های مختلف باتری می‌توانند به پارامترهای اعتبارسنجی متفاوتی نیاز داشته باشند، به ویژه زمانی که برنامه‌های مورد نظر دارای پروفایل‌های تخلیه یا محدودیت‌های نصب متفاوتی باشند.

توسعه در سطح سیستم یک مزیت اضافی دارد

هنگامی که تولید باتری در کنار موتورهای پهپاد، ESC ها، سازه های هواپیما و سایر اجزا در نظر گرفته شود، پیکربندی نیرو را می توان در زمینه هواپیمای کامل بررسی کرد. این امر اتصال مشخصات باتری را با الزامات واقعی پیشرانه و شرایط یکپارچه سازی تجهیزات آسان تر می کند.