Li-Ion или Li-Po? Выбор типа аккумулятора для геодезических беспилотников

19.09.2020

В настоящее время для малых беспилотников используются два основных типа аккумуляторных сборок. Это хорошо всем известные Li-Ро и Li-Ion элементы из которых самостоятельно или в заводских условиях производится сборка готовых изделий с определёнными характеристиками (ёмкость, напряжение, формфактор).

В нашем импровизированном тесте примут участие акккумуляторы производства компании Атлас Аэро (СПб) и ООО ЛиФорс (Томск).

Li-Po аккумуляторы ёмкостью 12000 мАч:

В отличие от традиционных жидких электролитов гелеобразный полимерный электролит, применяемый в литий-полимерных аккумуляторах, позволяет им выдерживать значительные перегрузки. Благодаря малому весу и толщине, сравнимой с толщиной банковских карт, литий-полимерные аккумуляторы имеют широкий спектр применения, и уже давно применяются для БЛА. Отличительными особенностями являются высокие токи разряда (до 100 С).

Li-Ion аккумуляторы формата 18650:

 

Li-Ion 18650 Samsung 35E 

Литий-ионные аккумуляторы обладают высокой энергоемкостью, что позволяет умещать в меньший объем аккумулятора больше энергии. Литий-ионные аккумуляторы можно отнести к долговечным, так как они способны проработать без потери емкости до 3 лет. Особенностями данного типа аккумуляторов являются высокая плотность энергии (до 260 Вт*ч/кг ) и широкий диапазон рабочего напряжения (2,5 В до 4,2 В).

По условиям нашего теста мы хотели бы на первом этапе выяснить теоретическую ёмкость аккумуляторных сборок и предполагаемое время полёта, а уже во второй (практической) части теста мы осуществим реальные полёты и проверим насколько сильно практика отличается от теории.

Для теста мы собрали несколько аккумуляторов, подходящих для использования с БЛА самолётного и мультироторного типа. Для Атлас-135 это Li-Po 4S 12000 mAh и Li-Ion 4S 16000 mAh. При практически равных размерах 190мм х 75 мм х 40 мм и весе около килограмма, заявленная ёмкость +35% в пользу Li-Ion сборки. Если ещё учесть, что стоимость также практически равная, то на первый взгляд выбор очевиден. Но не будем торопиться с выводами, давайте проведём небольшой тест. В ходе теста с помощью специализированного устройства SkyRC BD200 мы получим предварительные данные, которые нам позволят рассчитать примерное время полёта БЛА при использовании различных типов аккумуляторов.

 

SkyRC BD200

Данное устройство позволяет поддерживать постоянную потребляемую мощность (до 200 Вт), либо ток (до 30А). Результаты тестирования можно наблюдать и анализировать на экране компьютера.

ТЕСТ 1

Аккумулятор Li-Ion 4S5P. Заявленная производителем ёмкость 16000 мАч. Постоянная нагрузка 150 Вт/ч, ограничение разряда 2.9В на один элемент. Согласно ниже приведённому графику данная аккумуляторная батарея позволила Атлас-135 "виртуально" пролететь 1 час 23 минуты.

 

Li-Ion 4S 16000 mAh

Аккумулятор Li-Po 4S. Заявленная производителем ёмкость 12000 мАч. Постоянная нагрузка 150 Вт/ч, ограничение разряда 3.3В на один элемент. Согласно ниже приведённому графику данная аккумуляторная батарея позволила Атлас-135 "виртуально" пролететь 1 час 17 минут.

 

Li-Po 4S 12000 mAh

Вот такой "удивительный" результат! Заявленная ёмкость аккумуляторных сборок отличается практически на 35% , а время "теоретического" полёта лежит в приделах статистической погрешности.

ТЕСТ 2

Во втором тесте мы сравним батареи для Атлас Компакт Гео. В отличии от первых испытуемых, они уже не 4S (16.6B), а 6S (22.2B), соответственно абсолютная ёмкость (Вт/ч) больше примерно в полтора раза. В связи с тем, что у Атлас Компакт Гео средняя потребляемая в полёте мощность примерно 300 Вт/ч, SkyRC BD200 нам не подойдёт. Данную нагрузку мы эмитируем с помощью стенда, а характеристики аккумулятора будем контролировать логгером "Eagle Three"

 

Eagle Three Logger

Аккумулятор Li-Ion 6S5P. Заявленная производителем ёмкость 17500 мАч. Постоянная нагрузка 300 Вт/ч, ограничение разряда 2.9В на один элемент. Согласно ниже приведённому графику данная аккумуляторная батарея позволила Атлас Компакт Гео "виртуально" пролететь примерно 60 минут.

 

Li-Ion 6S 17500 mAh

Аккумулятор Li-Po 6S. Заявленная производителем ёмкость 12000 мАч. Постоянная нагрузка 300 Вт/ч, ограничение разряда 3.5В на один элемент. Согласно ниже приведённому графику данная аккумуляторная батарея позволила Атлас Компакт Гео "виртуально" пролететь 45 минут.

 

Li-Po 6S 12000 mAh

В случае с аккумуляторами большей ёмкости (Вт/ч) ситуация серьёзно поменялась. Если в первом случае (4S) разница между Li-Ion и Li-Po лежала в пределах погрешности, то во втором случае (6S) мы видим прирост времени "полёта" в 35%. Полученные результаты позволяют нам сделать предположение, что реальный прирост времени полёта при использовании Li-Ion аккумуляторов будет возрастать с увеличением ёмкости (Вт/ч) сборки. Также на графиках можно проследить совершенно разные "кривые" разряда, что может существенно влиять на лётные характеристики БПЛА и необходимость адаптации ВМГ под эксплуатацию с Li-Ion аккумуляторами .

В следующей, практической части нашего теста, мы совершим реальные полёты на Атлас-135 и Атлас Компакт Гео, чтобы проверить достоверность полученных данных.

Атлас-135

Атлас Компакт Гео

Продолжение следует.

--

Instagram | Telegram | Facebook - оставайтесь на связи с нами

Смотрите связанные статьи Robo-педии:

  Публикации

Последние материалы

Метки
AGV ai DARPA DIY DIY (своими руками) DJI Lely RPA VTOL автоматизация автомобили и роботы аддитивные технологии андроиды анималистичные антропоморфные Арт аэротакси безопасность безработица и роботы беспилотники бионика будущее бытовые роботы вектор видео военные военные дроны военные роботы встречи высотные выставки газ Германия горнодобыча городское хозяйство гостиницы Греция грузоперевозки группы дронов дайджест Дания доильные роботы домашние роботы доставка беспилотниками доставка и роботы дроны Европа железные дороги животноводство захваты земледелие игрушки идеи измерения Израиль ИИ ИИ - вкратце Индия интервью интерфейсы инфоботы Ирак Иран искусственный интеллект исследования история Италия Казахстан как заработать Канада киборгизация кино Китай коллаборативные роботы колонки коммунальное хозяйство компании компоненты конспекты конструкторы концепты кооперативные роботы космос курьезы курьеры лабораторные роботы Латвия лизинг линки логистика люди и роботы машинное обучение медицина медицина и роботы металлургия море и роботы мусор и роботы надводные наземные военные роботы налоги научные роботы необычные нефтегаз нефть Нидерланды Новая Зеландия Норвегия носимые роботы ОАЭ образование образовательная робототехника обучающие роботы общепит и роботы общество Объединенное Королевство онлайн-курсы робототехники опрыскивание охрана и беспилотники охрана и роботы патенты персональные роботы пищепром ПО подводные роботы подземные пожарные роботы полевые роботы полезные роботы Португалия право презентации пресс-релизы применение беспилотников применение дронов применение роботов прогнозы проекты производство производство дронов происшествия промышленные роботы противодействие беспилотникам работа развлечения и беспилотники развлечения и роботы разработка распознавание речи растениеводство регулирование регулирование дронов регулирование робототехники рекорды рисунки робомех робомобили роботизация робототехника роботрендз роботренды роботы роботы и автомобили роботы и медицина роботы и море роботы и мусор роботы и обучение роботы и развлечения роботы и строительство роботы и уборка роботы телеприсутствия роботы-транспортеры робошум рои рой Россия Руанда сайт RoboTrends.ru сделки сельское хозяйство сенсоры сервисные роботы синтез речи склады и роботизация соревнования сотрудничество софт-роботика социальная робототехника социальные роботы спорт спорт и дроны спорт и роботы строительство США телеприсутствие термины терроризм тесты технологии техносказки торговля транспорт транспортные роботы тренды трубопроводы и роботизация уборка и роботы Украина уличные роботы Франция хобби-беспилотники ховербайки Хождение чатбот шагающие роботы Швейцария Швеция шоу экзоскелеты эко-дроны экология электроника энергетика этика (робоэтика) Южная Корея юмор

Подписка: RSS, Email, Telegram
  Информация