कौन सी उच्च-ऊर्जा ठोस राज्य बैटरियां लंबी दूरी के यूएवी मिशनों के लिए उपयुक्त हैं?

उच्च-ऊर्जा ठोस अवस्था बैटरियाँजो लंबी दूरी के यूएवी मिशनों में फिट होते हैं, वे आपके एयरफ्रेम के लिए सही वोल्टेज, सी-रेट और फॉर्म फैक्टर के साथ बहुत अधिक Wh/kg को जोड़ते हैं - न कि केवल किसी "सॉलिड स्टेट" लेबल के साथ।

लंबी दूरी के यूएवी के लिए "उच्च-ऊर्जा" का वास्तव में क्या मतलब है

लंबी दूरी की फिक्स्ड-विंग या वीटीओएल यूएवी के लिए, आप आमतौर पर एक निश्चित टेक-ऑफ वजन पर उड़ान के समय को अधिकतम करने का प्रयास कर रहे हैं। व्यवहार में, इसका अर्थ है ठोस अवस्था या अर्ध-ठोस अवस्था वाली बैटरियाँ चुनना:

पैक-स्तरीय ऊर्जा घनत्व आम तौर पर 250-350 Wh/kg रेंज या इससे अधिक होता है, इसलिए आपको समान वजन के सामान्य LiPo पैक की तुलना में काफी अधिक उपयोगी ऊर्जा मिलती है।

मध्यम सी‑रेट (उदाहरण के लिए 5-10सी निरंतर) जो टेक‑ऑफ, चढ़ाई और वीटीओएल संक्रमण के लिए पर्याप्त हैं, लेकिन अत्यधिक विस्फोट के बजाय कुशल क्रूज़ के लिए अनुकूलित हैं।

वोल्टेज कॉन्फ़िगरेशन (6एस, 12एस, 14एस और ऊपर) जो आपके प्रणोदन प्रणाली की दक्षता से मेल खाते हैं और केबल और ईएससी में आई²आर हानि को कम करने के लिए करंट को कम रखते हैं।

ये पैरामीटर मिलकर तय करते हैं कि आपकी लंबी दूरी की यूएवी एक बार चार्ज करने पर कितनी दूर तक उड़ान भर सकती है।

लंबी दूरी के प्लेटफार्मों में देखे जाने वाले विशिष्ट ठोस अवस्था विकल्प

अधिकांश लंबी दूरी की यूएवी परियोजनाएं आज तीन उच्च-ऊर्जा ठोस राज्य डिजाइन दिशाओं में से एक का उपयोग करती हैं:

अर्ध-ठोस अवस्था ली-आयन पैक (लगभग 300-350 Wh/किग्रा)

सेमी-सॉलिड स्टेट बैटरियां मानक ली-आयन की तुलना में बेहतर सुरक्षा और स्थिरता के साथ उच्च ऊर्जा घनत्व प्राप्त करने के लिए ठोस और जेल-जैसे इलेक्ट्रोलाइट के मिश्रण का उपयोग करती हैं।

इस वर्ग में वाणिज्यिक यूएवी-केंद्रित पैक अक्सर 6एस और 12एस, 16-36 एएच रेंज में उपलब्ध होते हैं, पैक-स्तर घनत्व लगभग 300+ डब्ल्यूएच/किलोग्राम के साथ, जो उन्हें लंबे समय तक चलने वाले फिक्स्ड-विंग और वीटीओएल मैपिंग ड्रोन के लिए मजबूत उम्मीदवार बनाता है।

सहनशक्ति ड्रोन के लिए उच्च-ऊर्जा ठोस अवस्था ली-आयन पैक

कुछ आपूर्तिकर्ता "सॉलिड स्टेट ली-आयन" यूएवी बैटरियों की पेशकश करते हैं, जिनकी ऊर्जा घनत्व पारंपरिक लीपो से अधिक होती है, लेकिन सबसे आक्रामक सेमी-सॉलिड डिजाइन से थोड़ी कम होती है, जो अक्सर पैक स्तर पर ~230-260 Wh/kg बैंड में होती है।

ये तब आकर्षक होते हैं जब आप वाणिज्यिक या सरकारी मिशनों के लिए उच्च ऊर्जा, मजबूत चक्र जीवन और मजबूत सुरक्षा मार्जिन का संतुलन चाहते हैं।

अगली पीढ़ी की लिथियम-धातु ठोस अवस्था कोशिकाएँ (भविष्य के डिज़ाइन के लिए)

ईवीटीओएल और कार्गो-ड्रोन स्पेस में प्रदर्शन से पता चलता है कि लिथियम-मेटल/ऑक्साइड-सिरेमिक सॉलिड स्टेट बैटरियां 400+ Wh/किग्रा तक पहुंचती हैं या लक्ष्य करती हैं, परीक्षण उड़ानों के साथ जो तरल-इलेक्ट्रोलाइट पैक की तुलना में 60-90% तक सहनशक्ति बढ़ाती हैं।

ये अभी भी उभर रहे हैं, लेकिन वे इंगित करते हैं कि अगली उत्पाद पीढ़ियों में लंबी दूरी की यूएवी बैटरी तकनीक किस ओर बढ़ रही है।

के लिएZyeबैटरीसामग्री, तीसरे पक्ष के ब्रांड नामों पर बहुत अधिक भरोसा करने की तुलना में समाधानों को इन डिज़ाइन वर्गों में समूहित करना बेहतर है।

उच्च-ऊर्जा ठोस अवस्था बैटरी को लंबी दूरी की यूएवी से कैसे मिलान करें

जब आप मूल्यांकन करते हैं कि कौन सी उच्च-ऊर्जा ठोस राज्य बैटरी लंबी दूरी के मिशन में "फिट" बैठती है, तो देखें कि यह कितनी अच्छी तरह से संरेखित होती है:

मिशन प्रोफ़ाइल: लंबे, स्थिर-राज्य क्रूज़ (मैपिंग, कॉरिडोर निरीक्षण) को बहुत अधिक Wh/kg और मध्यम C-रेट से सबसे अधिक लाभ होता है, जबकि मिश्रित VTOL और लोइटर मिशनों को थोड़ी अधिक पावर हेडरूम की आवश्यकता होती है।

एयरफ्रेम एकीकरण: स्लिम, विंग-इंटीग्रेटेड या फ्यूज़लेज-हगिंग पैक ड्रैग को कम कर सकते हैं और गुरुत्वाकर्षण नियंत्रण के केंद्र में सुधार कर सकते हैं, जिससे संग्रहीत ऊर्जा हवा में वास्तविक अतिरिक्त मिनटों में बदल जाती है।

थर्मल और पर्यावरणीय स्थितियाँ: मजबूत कम तापमान प्रदर्शन और अच्छी थर्मल स्थिरता के साथ ठोस अवस्था और अर्ध-ठोस पैक ठंड, गर्म या उच्च ऊंचाई वाले संचालन में सहनशक्ति को बनाए रखने में मदद करते हैं।

सुरक्षा और नियम: गैर-ज्वलनशील या कम-ज्वलनशीलता वाले ठोस/अर्ध-ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स आग के जोखिम को कम करते हैं, जो बीवीएलओएस और बुनियादी ढांचे या आबादी वाले गलियारों पर संचालन के लिए महत्वपूर्ण है।

सबसे अच्छी फिट बैटरी वह है जो पेलोड या फ्लाइट लिफाफे में समझौता किए बिना सभी चार को पूरा करती है।