Аккумулятор для дрона: Узнайте, как долго они работают и советы по эксплуатации

С широким применением БПЛА в последние годы, знание о популяризации деталей БПЛА также становится актуальной темой, поскольку каждая деталь дрона играет важную роль. Одним из самых важных компонентов является батарея дрона, которая оказывает большое влияние на полет дрона. В этой статье мы узнаем об аккумуляторах для дронов.

ОГЛАВЛЕНИЕ

•     Что такое аккумуляторы для дронов?
•     Какие бывают типы аккумуляторов для дронов?
•     Как выбрать аккумулятор для дрона?
•     Как долго служит батарея дрона? 
•     Как обслуживать батареи дронов?
•     Здравый смысл безопасности аккумуляторов дронов
•     Часто задаваемые вопросы (FAQ) 

Что такое аккумуляторы для дронов?

Основная роль аккумуляторов заключается в обеспечении беспилотников энергией. Обычно в дронах используются высокоемкие литиевые батареи, которые отличаются высокой плотностью энергии, малым весом и высокой токоотдачей. Если управление полетом - это мозг дрона, то аккумулятор - это скорее сердце дрона.  Аккумуляторная система дрона обеспечивает фактическую мощность, необходимую двигателям для взлета, и от ее работы во многом зависит общее время полета, скорость и стабильность дрона. Поэтому спрос на высококачественные батареи для дронов также растет.

Какие бывают типы аккумуляторов для дронов?

На рынке представлены сотни аккумуляторов для дронов, и решить, какой из них подойдет именно вам, может быть непросто. Поэтому давайте сначала узнаем об основных типах батарей.

Аккумуляторная система БПЛА в основном включает в себя литий-полимерные, литий-ионные, никель-кадмиевые и другие типы батарей. 

Литий-полимерные (Lipo) батареи

Литий-полимерные батареи - это перезаряжаемые батареи, использующие литий-ионную технологию, в которой вместо жидкого электролита используется полимерный электролит. Электролит формируется из высокопроводящих полутвердых (гелеобразных) полимеров и состоит из нескольких аккумуляторов, в которых реализована литий-ионная технология, позволяющая хранить большое количество энергии в компактном и легком корпусе.

Литий-ионные (Li-ion) батареи

Литий-ионный аккумулятор - это перезаряжаемая батарея, в которой для хранения энергии используется обратимое превращение ионов лития. Отрицательный электрод обычных литий-ионных батарей обычно представляет собой графит, разновидность углерода. Литий-ионные аккумуляторы и аккумуляторы Lipo имеют очень похожие характеристики, но их формы отличаются. 

Никель-кадмиевые аккумуляторы

Никель-кадмиевый аккумулятор (Ni-Cd или NiCad) - это перезаряжаемая батарея, в которой в качестве электродов используются оксид никеля и металлический кадмий. Никель-кадмиевая батарея представляет собой электрохимическую систему хранения энергии. Реакция заряда-разряда происходит между положительным электродом (катодом). Причем он содержит оксид никеля в качестве активного вещества, а отрицательный электрод (анод) состоит из металла кадмия.

Как выбрать аккумулятор для дрона?

Для оптимальной продолжительности полета и производительности важно знать, как выбрать наиболее подходящий аккумулятор. Если вы не знаете, как выбрать аккумулятор для дрона, то лучше всего просто взглянуть на руководство по выбору аккумулятора, представленное ниже. Мы поможем вам узнать, как выбрать подходящий аккумулятор для вашего дрона с разных точек зрения.

1. Размер и вес

Первое, на что следует обратить внимание, - это физический размер батареи. В зависимости от используемого дрона вы должны иметь возможность установить батарею определенного размера. И чтобы получить максимальное время полета, вы, вероятно, будете использовать батарею максимальной емкости, что, возможно, вам и удастся сделать, но она все равно должна выдерживать максимальный взлетный вес вашего дрона.

2. Емкость

Вообще говоря, чем больше емкость аккумулятора, тем больше время полета дрона, и если у вас хороший аккумулятор, вы сможете долгое время безупречно работать с дроном. Поэтому для повышения эффективности полета рекомендуется выбирать аккумулятор с наибольшей емкостью, если позволяют размеры и максимальный взлетный вес дрона.

3. Напряжение

Напряжение батареи также является важной характеристикой, которая позволяет двигателям вашего дрона выдавать больше энергии во время полета. Чем выше напряжение, тем тяжелее батарея. Поэтому сначала нужно проверить таблицу данных тяги мотора и сравнить с ней эффективность мотора вашего дрона. В то же время необходимо убедиться, что мотор поддерживает определенный номер батареи и диапазон напряжения. Целесообразнее всего выбирать высоковольтные аккумуляторы, которые не выходят за пределы диапазона напряжений, требуемых для моторов.

4. Скорость разряда（C Rating）

Скорость разряда также известна как рейтинг C. Этот показатель помогает пользователям понять, какой максимальный ток может разрядить батарея, не повредив себя. Эти цифры обычно считаются хорошим показателем качества. Если речь идет о батарее, то батарея с более высоким рейтингом C обычно обеспечивает лучшую производительность. Он позволяет двигателям вырабатывать максимальную мощность для дрона в пределах разумного и безопасного диапазона.

Но вы должны знать одну вещь. Если вы установите батарею с более высокой скоростью разряда, то ваш дрон определенно станет тяжелее, потому что увеличится вес блока батареи. В результате общее время полета дрона сократится.

Поэтому перед покупкой аккумулятора необходимо сначала изучить технические характеристики двигателей дронов, чтобы понять, не превысит ли приобретаемый аккумулятор максимальный номинальный ток. Ниже приведена простая формула для аккумулятора:

Максимальный непрерывный ток = емкость батареи X скорость разряда.

Например, если на аккумуляторе указана ёмкость 4000mAh и максимальный разрядный ток 25С, то это значит что аккумулятор может обеспечивать ток не выше 4000mAh*25C=100000mA=100A, что нужно учитывать при подключении нагрузки к нему. 
Также можно описать эту величину как максимальную скорость разряда в обратных единицах(1С=1/(10^-3 *час)). То есть 25С - это значит, что аккумулятор может быть безопасно разряжен (при максимальном токе) минимум за 1/25 часа, то есть за 2.4 минуты (144 секунды). 

5. Разъем

Найдя лучший и простой в использовании разъем для батареи, вы избавите себя от множества проблем с аккумуляторами дронов в будущем. Они не только дают возможность легко подключать и отключать устройства, но и помогают владельцам создавать новые дроны в будущем. Удобный в эксплуатации разъем позволяет использовать тот же аккумулятор в следующем дроне, поэтому лучше выбирать совместимые разъемы, а EC3 и XT60 широко распространены на рынке. 

6. Бренд

Марка аккумулятора также играет важную роль в индустрии дронов, и лучше выбрать постоянный и надежный бренд. Если вы не разбираетесь в них, обратитесь к профессионалу, чтобы он дал вам совет. В настоящее время на рынке представлены относительно профессиональные и зрелые бренды аккумуляторов для БПЛА, такие как Tattu.

Как долго служит аккумулятор беспилотника? 

При использовании электрических дронов одним из самых важных вопросов является срок службы батареи и выносливость дрона. Как долго аккумулятор вашего дрона продержится в воздухе, зависит от модели. У промышленных дронов высшего класса аккумуляторов хватает минимум на 1ч-2ч, у промышленных дронов среднего класса - на 30мин-1ч. Если ваш промышленный дрон небольшого размера, возможно, его аккумулятора хватит на 20-30 минут или меньше. А если вас интересует, как рассчитать время полета, то для начала можно ознакомиться с методикой расчета времени полета.

Как рассчитать время полета аккумулятора для дрона?

Ниже приведена формула:

Время полета (мин) = Емкость аккумулятора (AH) / ( Количество двигателей x Ток двигателя (A) ) x60 x 0,8

Примечание: Ток двигателя должен соответствовать току, соответствующему тяге в таблице данных двигателя.

Например:

• Квадрокоптер       
• Аккумулятор 6S 30000 мАч
• Взлетный вес 4,25 кг

Расчет

• 1. Рассчитайте тягу каждого двигателя:
• 4,25/4=1,06 (кг)
• 2. Найдите соответствующий ток в таблице параметров двигателя в соответствии с рассчитанной тягой, а дроссель лучше всего использовать на 50%-60%.
• 3. Для расчета времени полета используется формула
• Время полета = 30000 (мАч) / ( 4x 7,98 (A) ) x 60 x 0,8

Итого - время полета = 45 минут

Какой дрон имеет самое долгое время автономной работы? 

Пользователи дронов уже давно жалуются на одну и ту же проблему: малое время работы аккумулятора. Время полета дрона влияет на все аспекты его работы, и никому не нравится, когда у его дрона короткий срок службы батареи, что является важным фактором, который следует учитывать при покупке нового дрона и батареи. Если вы хотите узнать, какие дроны имеют самое длительное время полета, мы приводим список самых долго летающих дронов на сегодняшний день для справки. 

Факторы, влияющие на время автономной работы дрона

Самая важная характеристика дрона - это время полета, которое позволяет ему летать. Время полета дрона - это время, в течение которого аккумулятор дрона может летать в воздухе на одном заряде. Почему вы не можете летать на дроне в течение длительного периода времени, даже если аккумулятор заряжен правильно. Итак, какие факторы влияют на время полета? 

1. Емкость и тип аккумулятора

Емкость и тип батареи дрона напрямую влияют на время полета. Более емкие аккумуляторы и более высокие показатели мАч позволят дронам летать дольше, а также увеличат время автономной работы дрона. 

2. Время полета

Время полета - самый важный фактор, определяющий срок службы батареи. В целом, чем больше время полета и чем реже требуется подзарядка, тем больше срок службы батареи.

3. Температура

В результате химических реакций внутри батареи выделяется тепло. При низкой температуре тепло, выделяемое батареей, легко рассеивается. Поэтому в холодных погодных условиях для поддержания химической реакции и работы аккумулятора потребуется дополнительное или даже внешнее тепло. А если вы будете летать на дроне в районах с температурой ниже 10 градусов Цельсия, батарея быстро разрядится.

4. Вес дрона

Чем тяжелее дрон, тем больше энергии он потребляет, и расход батареи будет увеличиваться. И наоборот, чем меньше вес дрона, тем лучше он работает в плане легкости полета при том же аккумуляторе. При этом снижается потребление энергии и увеличивается время полета.

Как увеличить время автономной работы дрона?

Вот несколько советов, которые помогут увеличить время полета дрона:

1. Уменьшите ненужный вес

Если вы не используете ненужные предметы, прикрепленные к дрону, лучше убрать их на время полета. Обратите внимание, что больший вес означает больший расход энергии аккумулятора.

2. Имейте запасные аккумуляторы

Держите запасные батареи под рукой во время полета, это увеличит время полета и улучшит работу батареи.

3. Используйте энергосберегающие режимы

Некоторые дроны оснащены энергосберегающими режимами, которые помогают продлить время полета. Использование энергосберегающего режима поможет продлить время полета дрона за счет снижения количества потребляемой им энергии. 

4. Избегайте экстремальных температур.

Высокие температуры приводят к перегреву батареи и снижению ее емкости и срока службы, а низкие температуры снижают эффективность работы батареи и уменьшают ее производительность.

5. Избегайте перезарядки

Некоторые традиционные литиевые батареи все еще могут быть повреждены в результате перезарядки, хотя многие батареи теперь имеют защиту от перезарядки. Батареи для дронов очень неустойчивы и могут даже вызвать химическое возгорание, если их перезарядить.

6. Храните батареи правильно

Храните аккумулятор в условиях стабильной температуры и влажности. Повышенная влажность или экстремальные температуры могут повредить батарею.

7. Не летайте на большой высоте

Избегайте полетов на большой высоте. Проблема на большой высоте заключается не только в разреженном воздухе, но и в том, что температура ниже, а расход батареи больше.

Как обслуживать аккумуляторы дронов?

Если вы хотите, чтобы ваша батарея была в идеальном рабочем состоянии и была готова к каждому полету, то техническое обслуживание имеет решающее значение. Как же следует обслуживать батареи дронов? Мы вкратце проанализируем ежедневное обслуживание аккумуляторов дронов, начиная с хранения и заканчивая утилизацией.

Хранение батареи дрона  

• Избегайте перезарядки и разрядки.
• Храните аккумуляторы в сухом и прохладном месте или ознакомьтесь с инструкцией на корпусе аккумулятора. 
• Перед использованием и перед зарядкой очищайте клеммы аккумулятора чистой сухой тканью.
• Всегда храните батарею дрона с той же версией прошивки, что и у вашего дрона.
• Полностью заряжайте батарею не реже одного раза в три месяца, чтобы сохранить ее здоровой.
• Если уровень заряда батареи уже ниже 40-60 %, то для хранения ее следует зарядить, чтобы она достигла этого диапазона.

Утилизация батареи дрона

Аккумуляторы являются одним из видов опасных отходов. Они содержат токсичные тяжелые металлы и подвержены коррозии, что делает их непригодными для утилизации в городских отходах, поскольку они могут загрязнить поверхностные и грунтовые воды. Вот несколько советов, которые помогут вам правильно утилизировать аккумулятор.

• 1. Не выбрасывайте их в обычные мусорные баки.
• 2. Чтобы безопасно утилизировать батарейки, их нужно полностью разрядить. Это можно сделать в соляной ванне (когда батарею на несколько дней замачивают в соленой воде нужной концентрации), лампочке (когда батарею подключают к лампочке и используют для слива заряда) или запустив их на своем дроне. 
• 3. Отнесите их в центр переработки или пункт приема электронных отходов.

Здравый смысл при использовании аккумуляторов для дронов

Безопасность - основной принцип для пилотов дронов. Это относится не только к летающим дронам, но и к дронам и их компонентам, что делает знание безопасности аккумуляторов для дронов также обязательным предметом.

1. Являются ли батареи дронов взаимозаменяемыми?

Конечно, батареи для дронов взаимозаменяемы, но они должны соответствовать ряду требований. В первую очередь обратите внимание на параметры батареи. Напряжение, емкость и другая необходимая информация должны соответствовать гальванической батарее. Конечно, если вы хотите использовать батареи большой емкости, вам может потребоваться модификация дрона, однако это требует более специальных навыков работы с дронами.

2. Можно ли провозить аккумуляторы для дронов в самолете?

Аккумуляторы классифицируются как опасный груз. Неправильная перевозка и использование батарей может привести к пожару. При перевозке аккумуляторов дронов в самолете необходимо использовать правильные методы, и в первую очередь нужно обращать внимание на упаковку и мощность аккумулятора.

Упаковка

При упаковке рекомендуется извлечь батареи из дрона и подготовить отдельный пакет, в который можно положить все батареи дрона. Это необходимо сделать на случай аварии, например возгорания или взрыва батареи, чтобы персонал мог ликвидировать пожар или аварию. При этом упаковка батареи не должна быть слишком мягкой. Необходимо обеспечить как можно меньшее давление на батарею, чтобы вероятность механического повреждения была как можно ниже.  

Энергия аккумулятора 

Энергия аккумулятора - это ключевой момент, который нельзя игнорировать. От нее зависит, сможете ли вы взять батареи в самолет и сколько батарей вы сможете взять с собой в самолет. 

а. Аккумуляторы емкостью менее 100 Вт-ч.

Литиевые батареи обычного размера мощностью менее 100 Вт-ч можно провозить в самолете, и количество батарей не ограничено. Предпосылкой является то, что батареи и дроны предназначены для личного (в том числе профессионального) использования. Аккумуляторы, предназначенные для перепродажи или распространения, не отвечают этим ограничениям.

б. Аккумуляторы емкостью от 101 до 160 Вт-ч.

Более крупные и емкие батареи для дронов имеют больше ограничений, и если ваши батареи имеют номинал 101-160 Втч, вы можете взять в самолет только две из них. А LIPO-аккумуляторы емкостью более 100 Втч, упакованные в зарегистрированный багаж, требуют разрешения авиакомпании.

в. Аккумуляторы мощностью более 160 Вт-ч.

Аккумуляторы мощностью более 160 Вт-ч не допускаются в самолет.

3. Каковы меры безопасности при использовании аккумуляторов для дронов?

• Периодически заряжайте и разряжайте аккумуляторы.
• Не разряжайте батарею до 0%.
• Используйте надлежащее зарядное устройство
• Осмотр батарей перед каждым полетом
• Правильное хранение аккумуляторов

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

1. Как узнать, что аккумулятор моего дрона полностью заряжен?

Как правило, большинство аккумуляторов оснащены светодиодными индикаторами. Во время зарядки светодиодный индикатор мигает и показывает количество заряда, а когда батарея полностью заряжена, светодиодный индикатор автоматически гаснет. 

2. Сколько времени требуется для зарядки аккумулятора дрона?

Время зарядки батареи дрона зависит от емкости и типа батареи. Для зарядки небольшого аккумулятора развлекательного класса требуется всего 30-50 минут. Малые и средние батареи промышленных дронов нужно заряжать около 2 часов. Некоторым крупным аккумуляторам дронов для полной зарядки потребуется до 12 часов.

3. Сколько стоит аккумулятор для дрона?

Вообще говоря, чем выше емкость и напряжение батареи, тем она дороже. Батареи для игрушечных дронов стоят всего несколько десятков долларов; батареи для дронов FPV - около десятков-сотен долларов; батареи для промышленных дронов - в основном сотни долларов, а для дронов более высокого уровня, например, для сельскохозяйственных дронов большого размера, батареи могут достигать даже тысяч долларов.

4. Каковы общие проблемы с батареями дронов и как их решить?

Одной из самых распространенных проблем является то, что батарея не заряжается, в это время вы можете проверить, не неисправно ли зарядное устройство и сама батарея, не перешла ли батарея в спящий режим. Если вы не являетесь профессионалом, не рекомендуется чинить их самостоятельно.