ドローンバッテリーはUAV/ドローンのパフォーマンスにどのように影響しますか？

の広範なアプリケーションでドローン航空写真、作物保護、物流、電力線の検査、およびその他の分野では、そのパフォーマンス能力が注目を集めています。ドローンの「エネルギー心臓」として、バッテリーはその電源として機能するだけでなく、飛行時間、安定性、ペイロード容量、および運用の安全性を直接決定するため、ドローンの全体的なパフォーマンスに影響を与える重要な要因になります。

持久力：バッテリー容量とエネルギー密度の間の「タイムゲーム」

ドローンの持久力は、主にバッテリー容量（MAHで測定）とエネルギー密度（WH/kgで測定）によって決定されます。現在の消費者グレードドローンは通常、2000年から5000 mAh、エネルギー密度の範囲の容量を備えたリチウム電池を使用し、150〜200 WH/kgであるため、通常は20〜30分間の飛行時間が発生します。

しかし、工業用グレードのドローンは、大容量の高度でエネルギー密度の電力電池を採用して、拡張された運用上の需要を満たすために、いくつかのリチウムバッテリーが250 WH/kgを超えるエネルギー密度を達成します。最適化されたバッテリー管理システム（BMS）と組み合わせることで、フライトの持久力は1時間を超える可能性があります。

容量が大きいとは限りません。体重とエネルギーの消費はバランスが取れている必要があります。

重量制限を超えるバッテリー容量を盲目的に増加させると、モーター負荷が強化され、耐久性が低下する可能性があります。

ドローンモーターと飛行制御システムの安定した動作は、一貫した電圧出力に依存しています。バッテリー容量が20％を下回ると、排出性能が低いと急速な電圧が崩壊します。これにより、不安定なモーター速度が発生し、ボディシェイク、コントロールの遅延、高度の損失、重度の場合、コントロールが失われます。

多くのドローンは、より高い電圧レベルに最適化されたモーターと電子速度コントローラー（ESC）を備えています。これらのコンポーネントは、利用可能なパワーをよりよく利用し、エネルギー効率を高めるように設計されています。エネルギー廃棄物を削減し、電力使用量を最適化することにより、特に高度なエネルギー管理システムとペアになった場合、高電圧バッテリーは間接的に飛行時間を延長するのに役立ちます。

電圧と容量の両方がドローンバッテリーの性能において重要な役割を果たしますが、バッテリーのパフォーマンスには異なります。

電圧は出力を決定し、ドローンの速度とパフォーマンスに影響を与えます。一方、容量は、このパワーをどれだけ持続できるかを決定します。簡単に言えば、電圧はエネルギーが消費される速度を支配しますが、容量はドローンがその速度で動作できる期間を決定します。電圧と容量の間の適切なバランスを打つことは、特定の要件のドローンパフォーマンスを最適化するための鍵です。電圧が不十分な過度の容量はパフォーマンスの低下につながりますが、不十分な容量を持つ過度の高電圧はエネルギーの枯渇をより速く引き起こします。

低温環境ではバッテリーアクティビティが低下し、電圧出力の変動を引き起こします。冬の-10°Cでは、標準的なリチウムバッテリーでは、15％〜20％の電圧降下が発生する可能性があります。

ペイロード容量：エネルギー密度と重量のバランス

ドローンペイロード容量=最大離陸重量 - 機体の重量 - バッテリー重量

固定された最大離陸重量では、バッテリーエネルギー密度が高くなると同じエネルギー容量が軽量で、ペイロードのスペースが増えます。

寿命と安全性：運用コストと運用上のリスクに影響を与えます

パフォーマンスを超えて、バッテリーのサイクルの寿命と安全性は、ユーザーの運用コストとミッションの安全性に直接影響します。消費者グレードのドローンバッテリーは通常300〜500サイクルを提供しますが、工業用グレードのパワーリチウムバッテリーまたは固体/固体リチウムイオンバッテリーは800〜1200サイクルに達する可能性があります。

結論：

消費者ユーザーは、アプリケーションシナリオに基づいてバッテリーを選択する必要があります。航空写真用の軽量で高エネルギー密度のバッテリー。短距離フライト用の標準容量バッテリー。産業ユーザーは、運用期間とペイロード要件に基づいてパワーバッテリーソリューションを調整する必要があります。

バッテリー技術の進行中のブレークスルーにより、ソリッドステートやナトリウムイオンバッテリーなどの新しいバッテリーがドローン検査段階に入りました。この進歩により、飛行期間は2時間を超え、ペイロード容量が30％増加することを約束し、ドローンのアプリケーション境界をさらに拡大します。