solid state drone battery

Как можно Индивидуальная упаковка Lipo Повысить эффективность полета дрона с помощью 20%?

Двадцатипроцентное повышение эффективности полета звучит как маркетинговая шумиха. Я думал так же, пока не измерил разницу после перехода на индивидуальный липовый пакет разработанный специально для моего гоночного квадроцикла.


Улучшения были реальными, измеримыми и, честно говоря, даже шокирующими.


Время полета увеличилось с примерно 4 минут до почти 5 минут на той же трассе, на тех же линиях. Температура батареи снизилась примерно на 10°C. Квадрокоптер чувствовал себя более плавным и отзывчивым на протяжении всего полета.

Custom Lipo Pack


Вот что происходит на самом деле и почему это работает.


Проблема с универсальными батареями


Стандартные готовые липовые блоки рассчитаны на средние условия использования. Они хорошо подходят для множества различных дронов, но они не оптимизированы ни для одного из них. конкретное применение.


Ваш гоночный квадрокоптер, беспилотник с камерой или автономная платформа предъявляют уникальные требования к мощности. Различные комбинации двигателей, летные характеристики и распределение веса - все это влияет на то, насколько эффективно аккумуляторы передают энергию.


Общие батареи вынуждают идти на компромиссы. Может быть, емкость близка к идеальной, но кривая разряда не соответствует ’сладкому пятну" ваших двигателей. Или физическая форма увеличивает сопротивление или нарушает баланс веса. Небольшие недостатки усугубляются с каждым полетом.


Я использовал стандартные пакеты 3S 2200mAh, потому что это то, что все рекомендовали для моего размера рамы. Они работали нормально. Но “хорошо” - это значит, что производительность оставляет желать лучшего.

Customized UAV Battery Packs


Где липоевые пакеты, изготовленные по индивидуальному заказу, действительно эффективны?


Подбор ячеек имеет большее значение, чем люди думают. В стандартных упаковках используются элементы, соответствующие общим допускам. При изготовлении на заказ возможно более строгое соответствие ячеек - сопряжение ячеек с почти одинаковым внутренним сопротивлением и емкостью.


Когда ячейки идеально подобраны, батарея разряжается более равномерно. Вы не тратите энергию на перегрузку одних элементов, в то время как другие отдыхают. В результате увеличивается полезная емкость и снижается тепловыделение.


Оптимизированные кривые разряда имеют огромное значение для эффективности. Для разных областей применения требуются разные характеристики подачи энергии.

Гоночный квадроцикл выигрывает от агрессивной разрядки, которая остается ровной под нагрузкой. Платформам для дальних поездок нужны более плавные изгибы, обеспечивающие максимальное извлечение энергии.


Мой липовый блок был изготовлен на заказ с элементами, подобранными специально для стабильной подачи напряжения при типичном для меня потреблении тока. Вместо того чтобы напряжение проседало во время сложных маневров, оно держится стабильно. Моторы работают более эффективно, когда напряжение остается стабильным.


Физическая конфигурация влияет на аэродинамику и баланс. Стандартные прямоугольные упаковки могут подойти для вашего дрона, но они редко бывают идеальными с точки зрения распределения веса и воздушного потока.


Нестандартные формы могут вписываться в полости рамы, снижать сопротивление и размещать вес именно там, где он улучшает летные характеристики. Я перешел от стандартной кирпичной формы к более тонкому профилю, который уменьшил лобовую площадь и немного сместил центр тяжести вперед. Одно только аэродинамическое улучшение, вероятно, составляет 3-5% моего прироста эффективности.

Heavy-Lift Drones


Оптимальное соотношение веса и производительности


Вот что меня удивило: мой индивидуальный блок весит на 15 граммов больше, чем стандартная батарея, которую я заменил, но при этом эффективность значительно возросла.


Дополнительный вес был получен за счет более качественных элементов с лучшей плотностью энергии и меньшим внутренним сопротивлением. Такие элементы обеспечивают больше полезной энергии, несмотря на небольшое снижение веса.


В стандартных батареях часто используются более дешевые элементы, чтобы соответствовать агрессивной ценовой политике. На бумаге вы получаете заявленную емкость, но реальная производительность под нагрузкой оказывается ниже. Качественные элементы сохраняют номинальную емкость даже при сильной нагрузке.


Индивидуальные липоаккумуляторы позволят вам подобрать точное соотношение емкости и веса, которое необходимо именно вашей платформе. Не слишком легкие с недостаточной емкостью, не слишком тяжелые с напрасным запасом. Именно то, что нужно для ваших реальных профилей полета.


Управление температурой меняет все
Тепло убивает эффективность. Каждый градус выше оптимальной рабочей температуры означает напрасную трату энергии и снижение производительности.


Во время агрессивных полетов температура моих стандартных пакетов регулярно достигает 50-55°C. Пользовательский комплект держится на уровне 40-45°C при выполнении аналогичных маневров. Такая разница в температуре означает, что ячейки работают ближе к пику эффективности на протяжении всего полета.


Более высокое качество элементов и оптимизированные характеристики разряда способствуют снижению температуры. Меньшее внутреннее сопротивление означает меньшее выделение тепла. Правильное согласование предотвращает возникновение "горячих точек", когда отдельные элементы работают интенсивнее других.


Более холодный режим работы также увеличивает срок службы батареи. Я получаю больше циклов от пользовательских аккумуляторов, прежде чем замечаю снижение производительности. Это частично компенсирует более высокую начальную стоимость.

High Voltage Lipo Battery

Результаты тестирования в реальных условиях


Я помешан на данных, поэтому записывал все. Один и тот же квадрокоптер, одно и то же поле, одни и те же схемы полета, тестирование в течение нескольких сессий.


Среднее время полета увеличилось с 4:12 до 5:02 - примерно на 20%. Пиковое потребление тока немного снизилось, поскольку двигатели работали более эффективно при более стабильном напряжении. Просадка батареи под нагрузкой уменьшилась примерно на 0,3 В, что позволило двигателям дольше оставаться в оптимальном диапазоне мощности.


Повышение эффективности - это не волшебство. Это совокупный результат устранения мелких недостатков во всей системе питания. Более совершенные элементы, оптимизированные характеристики разряда, улучшенное распределение веса и более низкие рабочие температуры - все это вместе взятое.

plant-protection-drone battery

Действительно ли 20% достижим?


Для большинства приложений, вероятно, не совсем 20%. Мое тестирование показало лучшие сценарии с агрессивными полетами, которые действительно подчеркнули разницу в эффективности.


Реалистичные ожидания для типичных пилотов составляют около 12-15%. Это все равно существенно, особенно для коммерческих операций, где время полета напрямую влияет на производительность.


Конкретный выигрыш зависит от того, насколько хорошо подобраны ваши текущие батареи для конкретного применения. Если вы уже используете достойные батареи, улучшения могут быть незначительными. Если же вы используете бюджетные батареи, то прирост может превысить 20%.


A индивидуальный липовый пакет повышает эффективность полетов дронов, устраняя компромиссы, присущие типовым батареям. Вы получаете именно то, что нужно вашему приложению, и ничего лишнего, все оптимизировано.