Akumulatory do dronów są systemami energetycznymi o znaczeniu krytycznym, które magazynują, zarządzają i dostarczają energię elektryczną dla profesjonalnych platform bezzałogowych. Wspierają one przewidywalne działanie pod dynamicznym obciążeniem, spełniając jednocześnie surowe ograniczenia SWaP. Akumulatory do dronów, stosowane w bezzałogowych statkach powietrznych, pojazdach naziemnych i podwodnych, decydują o wytrzymałości, dostępności mocy szczytowej i ogólnej niezawodności systemu.
W tej kategorii przedstawiono dostawców zestawów akumulatorów do systemów bezzałogowych, w tym konstrukcji o wysokiej energii, wysokim rozładowaniu i podwodnych, a także akumulatorów litowo-jonowych, litowo-polimerowych i litowo-żelazowo-fosforanowych.
Przeczytaj Przegląd technologii
Innowacyjne technologie akumulatorowe | Wysokowydajne zestawy akumulatorów do dronów i systemów bezzałogowych
Niestandardowe baterie litowe do dronów i bezzałogowych statków powietrznych — baterie litowo-polimerowe i zestawy baterii LiPo
Zaawansowane zestawy akumulatorów i inteligentne rozwiązania BMS dla dronów i robotyki
Rozwiązania w zakresie akumulatorów o wysokiej gęstości energii dla dronów i robotyki
Innowacyjne rozwiązania w zakresie akumulatorów o wysokiej gęstości energii dla bezzałogowych statków powietrznych i systemów bezzałogowych
Zintegrowane akumulatory litowo-jonowe + silniki V-Twin EFI dla dronów, bezzałogowych statków powietrznych i robotów
Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz Zestawy akumulatorów, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.
Zestawy akumulatorów służą jako główne źródło energii dla nowoczesnych systemów bezzałogowych, zapewniając kontrolowane magazynowanie i dostarczanie energii elektrycznej niezbędnej do wykonywania złożonych operacji. Dzięki połączeniu wysokowydajnych ogniw elektrochemicznych z zaawansowaną elektroniką monitorującą, obwodami zabezpieczającymi i wytrzymałą obudową mechaniczną, zestawy te umożliwiają platformom przewidywalne działanie w zmiennych warunkach obciążenia, spełniając jednocześnie surowe wymagania dotyczące rozmiarów, masy i mocy (SWaP).
W profesjonalnych zastosowaniach bezzałogowych w powietrzu, na ziemi i pod wodą zestaw akumulatorów decyduje o energii użytkowej, mocy szczytowej i ogólnej niezawodności systemu. Zestawy te są zaprojektowane tak, aby współpracować bezpośrednio z pokładowymi systemami zarządzania energią, dostarczając szczegółowe dane dotyczące stanu i kondycji, które służą do podejmowania autonomicznych decyzji przez cały cykl życia platformy.
Zestaw akumulatorów LiPo 6000 6S 22,2 V do dronów firmy MaxAmps Lithium Batteries
Zestawy akumulatorów do bezzałogowych statków powietrznych muszą zapewniać równowagę między ekstremalnym zapotrzebowaniem na energię a koniecznością minimalizacji masy. Zestawy akumulatorów do bezzałogowych statków powietrznych stałopłatowych zazwyczaj priorytetowo traktują wysoką gęstość energii grawimetrycznej, aby wydłużyć czas lotu. Z kolei platformy śmigłowcowe i VTOL (Vertical Take-Off and Landing) wymagają akumulatorów zdolnych do obsługi intensywnych obciążeń przejściowych podczas startu, zawisu i szybkich manewrów.
W przypadku misji taktycznych, ISR (Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance) i logistycznych akumulatory do bezzałogowych statków powietrznych są głęboko zintegrowane z awioniką statku powietrznego. W inteligentnych akumulatorach wbudowane systemy zarządzania akumulatorami (BMS) przesyłają dane telemetryczne w czasie rzeczywistym, w tym stan naładowania (SoC), temperaturę i pobór prądu, umożliwiając kontrolerom lotu obliczenie precyzyjnych okien powrotu do bazy na podstawie rzeczywistego stanu zestawu, a nie teoretycznych szacunków.
Zasilacze do pojazdów bezzałogowych (UGV) są zazwyczaj zoptymalizowane pod kątem długiej żywotności i wytrzymałości mechanicznej. Zasilacze te muszą napędzać silniki trakcyjne, energochłonne komputery pokładowe oraz specjalistyczne urządzenia, takie jak manipulatory lub czujniki.
W tym przypadku głównym czynnikiem decydującym o konstrukcji jest wytrzymałość. Akumulatory do pojazdów bezzałogowych (UGV) są często umieszczane w wytrzymałych obudowach o stopniu ochrony IP, aby wytrzymać silne uderzenia, wibracje i wpływ czynników środowiskowych. W zastosowaniach o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa, takich jak usuwanie materiałów wybuchowych (EOD), zestawy akumulatorów wykorzystują konserwatywne marginesy rozładowania i odporne na awarie zabezpieczenia, aby zapewnić, że robot pozostaje responsywny, nawet jeśli ogniwa są obciążone lub środowisko jest niekorzystne.
Podwodne magazynowanie energii stanowi jedno z największych wyzwań inżynieryjnych w branży. Zestawy akumulatorów do pojazdów AUV, UUV i ROV muszą działać niezawodnie w środowiskach morskich o wysokim ciśnieniu, niskiej temperaturze i korozyjnym środowisku, gdzie konserwacja jest często niemożliwa.
W dziedzinie morskiej stosowane są dwie podstawowe architektury:
Misje podwodne o długim czasie trwania wymagają zestawów o wyjątkowo niskim samorozładowaniu i stabilnym profilu napięcia. Bezpieczeństwo ma kluczowe znaczenie; konstrukcja zestawów podwodnych koncentruje się na zapobieganiu zwarciom wewnętrznym i zarządzaniu potencjalnym wytwarzaniem gazów w zamkniętych przestrzeniach.
Akumulatory litowo-jonowe są standardem branżowym w profesjonalnych systemach bezzałogowych. Dzięki połączeniu ogniw litowo-jonowych z dedykowanymi płytkami zabezpieczającymi i systemem zarządzania temperaturą, akumulatory te zapewniają doskonałą równowagę między gęstością energii a cyklem życia. Chociaż chemiczne właściwości takich materiałów jak NMC (nikiel-mangan-kobalt) lub NCA (nikiel-kobalt-aluminium) zapewniają wysoką pojemność, ostatecznie o wydajności decyduje integracja na poziomie akumulatora, a konkretnie sposób, w jaki system BMS zarządza równoważeniem ogniw i rozpraszaniem ciepła.
Komercyjny akumulator litowo-jonowy 48 V 5,0 kWh firmy Vanguard
Powszechnie stosowane w małych i średnich bezzałogowych statkach powietrznych, akumulatory LiPo wykorzystują konstrukcję typu pouch-cell, aby zapewnić ogromny stosunek mocy do masy. Profesjonalne zestawy LiPo różnią się od wersji hobbystycznych wzmocnioną ochroną mechaniczną i wysokiej jakości złączami, które pozwalają na ekstremalne rozładowanie wymagane przez platformy VTOL i platformy do transportu ciężkich ładunków.
Zestawy LiFePO4 wybierane są, gdy bezpieczeństwo i trwałość mają pierwszeństwo przed wagą. Zestawy te są niezwykle stabilne, odporne na przegrzanie i oferują tysiące cykli ładowania. Są one preferowanym wyborem dla przemysłowych pojazdów bezzałogowych, platform morskich i stacji teledetekcyjnych, gdzie bateria ma działać przez kilka lat codziennego użytkowania.
Wybór zestawu zasilającego jest kompromisem między pojemnością energetyczną (wytrzymałością) a dostarczaną mocą (wydajnością).
Akumulatory te zostały zaprojektowane z myślą o maksymalnej mocy w watogodzinach na kilogram (Wh/kg). W przypadku dronów ISR lub dronów do mapowania o dużym zasięgu, akumulatory o wysokiej gęstości wykorzystują zaawansowane technologie chemiczne, takie jak NMC, aby utrzymać statek powietrzny w powietrzu przez wiele godzin. Jednak często mają one niższe wartości C, co oznacza, że nie są w stanie zapewnić szybkiego dostarczania energii bez przegrzania.
Zaprojektowane z myślą o zastosowaniach wymagających wysokiego prądu, akumulatory o wysokim rozładowaniu charakteryzują się niską rezystancją wewnętrznych połączeń i grubym okablowaniem. Są one niezbędne w przypadku dronów do transportu ciężkich ładunków i pojazdów bezzałogowych (UGV), które muszą pokonywać znaczne tarcie statyczne lub strome podjazdy. Akumulatory te zapobiegają spadkom napięcia, zapewniając, że elektronika systemu nie ulegnie awarii podczas maksymalnego przyspieszenia.
Nowoczesne akumulatory wielokrotnego ładowania do zastosowań terenowych muszą obsługiwać szybkie ładowanie. Wymaga to, aby system BMS monitorował temperaturę ogniw podczas ładowania wysokoprądowego, aby zapobiec osadzaniu się litowemu. Zaawansowane zestawy zasilające są obecnie wyposażone w zintegrowane grzejniki, które umożliwiają bezpieczne ładowanie w arktycznych warunkach poniżej zera.
Standardowe, gotowe rozwiązania często nie spełniają specyficznych wymagań SWaP specjalistycznych systemów bezzałogowych. Niestandardowe zestawy akumulatorów do bezzałogowych statków powietrznych (UAV) pozwalają inżynierom określić dokładne napięcie (np. zestaw akumulatorów 22,2 V (6S) lub konfiguracje 12S o wyższym napięciu), aby dopasować je do najbardziej wydajnego zakresu obrotów silników. Dostosowanie obejmuje również fizyczny kształt, dzięki czemu zestawy mogą pełnić funkcję elementów konstrukcyjnych podwozia pojazdu.
Zasilacze do systemów bezzałogowych muszą wytrzymywać wszystko, od upałów pustynnych po mrozy na dużych wysokościach. Profesjonalne zestawy są testowane zgodnie z normą MIL-STD-810H pod kątem odporności na wstrząsy i wibracje i często posiadają klasę ochrony IP67 lub IP68 w zakresie odporności na pył i zanurzenie w wodzie. Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) jest również priorytetem na poziomie zestawu, wykorzystując ekranowanie i filtrowanie, aby zapobiec zakłóceniom wrażliwych czujników GPS lub magnetometrów przez elektronikę przełączającą akumulatora.
Zestaw baterii SCIO Brick® HV 5.0 firmy SCIO Technology
Niezawodność została zwiększona dzięki wielopoziomowej ochronie:
Profesjonalny zestaw zasilający musi być zintegrowany cyfrowo za pomocą standardowych protokołów. Dzięki temu platforma hosta może odbierać dane w czasie rzeczywistym, takie jak napięcie, prąd i temperatura na poziomie ogniwa.
Branża zmierza w kierunku inteligentniejszych zasilaczy, które nie tylko zgłaszają napięcie.
Rozwój inteligentnych akumulatorów umożliwia konserwację predykcyjną. Śledząc wzrost rezystancji wewnętrznej i porównując rzeczywiste krzywe rozładowania z historycznymi punktami odniesienia za pomocą uczenia maszynowego, kierownicy flot mogą wycofać akumulatory z eksploatacji, zanim ulegną one awarii w trakcie misji. Dane te są często przesyłane za pośrednictwem magistrali CAN lub interfejsu SMBus do naziemnej stacji kontroli (GCS) w celu długoterminowego monitorowania stanu.
Przyszłe platformy bezzałogowe zmierzają w kierunku półprzewodnikowych i całkowicie półprzewodnikowych akumulatorów. Eliminują one łatwopalne elektrolity ciekłe, znacznie zwiększając bezpieczeństwo, a jednocześnie potencjalnie podwajając gęstość energii. Ponadto pojawiają się architektury hybrydowe, które łączą akumulatory NMC o wysokiej gęstości z superkondensatorami, aby poradzić sobie z ekstremalnymi przejściami mocy podczas przejść VTOL, zmniejszając obciążenie termiczne ogniw pierwotnych i wydłużając ogólną żywotność akumulatora.
Wyszukiwanie firm i produktów
Subskrybuj cotygodniowy eBrief
Najnowsze osiągnięcia inżynieryjne i techniczne prosto do Twojej skrzynki odbiorczej - dołącz do tysięcy inżynierów, którzy je otrzymują.