ドローンバッテリーの内部構造は何ですか？

ドローンテクノロジーは、航空写真から産業用途に至るまで、産業に革命をもたらしました。これらの飛行驚異の中心には重要な要素があります：ドローンリチウムバッテリー。ドローンの安定した飛行と運用機能は、これらのリチウム電池の精密エンジニアリングに完全に依存しています。

この記事では、細胞、化学、構造を掘り下げますドローンバッテリー、多様な無人航空機を動かす複雑さを明らかにします。

標準のドローンバッテリーにはいくつのセルがありますか？

ドローンバッテリー内のセルの数は、ドローンのサイズ、電力要件、および意図された使用に基づいて異なる場合があります。ただし、ほとんどの標準ドローンバッテリーには、通常、直列または並列構成で接続された複数のセルが含まれています。

各細胞内では、正の電極（三元リチウム材料など）、負の電極（グラファイト）、電解質（イオン導体）、および分離器（電極間の短絡の防止）が連携して、「充電中にエネルギーを蓄積し、放電中に電力を供給する」というコア機能を実現します。

ほとんどの商業的およびプロフェッショナルなドローンは、マルチセルバッテリーを利用して、電力と飛行の期間を増やします。最も一般的な構成には、2S、3S、4S、および6Sが含まれます。

リポ（リチウムポリマー）バッテリードローンで最も一般的なタイプであり、各セルの定格は3.7Vです。直列にセルを接続すると、電圧が増加し、ドローンのモーターとシステムにより大きな出力が得られます。

直列構成では、セルはエンドツーエンドで接続され、1つのセルの正の端子を次のセルの負の端子にリンクします。この配置は、同じ容量を維持しながら、バッテリーパックの全体的な電圧を増加させます。

並列構成では、バッテリーは、すべての正の端子がリンクされ、すべての負の端子がリンクされていることに接続されています。この配置により、同じ電圧を維持しながら、バッテリーパックの総容量（MAH）が増加します。

構成に関係なく、最新のドローンバッテリーは洗練されたバッテリー管理システム（BMS）を統合します。これらの電子回路は、個々の細胞電圧を監視および調節し、パック内のすべてのセル全体でバランスの取れた充電と放電を確保します。

リチウムポリマーバッテリーの内部構造：アノード、カソード、電解質

ドローンバッテリーを本当に理解するには、内部コンポーネントを調べる必要があります。ほとんどのドローンの背後にある電源であるリチウムポリマーバッテリーは、アノード、カソード、電解質の3つの主要な要素で構成されています。

アノード：負の電極

リチウムポリマーバッテリーのアノードは、通常、炭素の一種であるグラファイトで作られています。排出中、リチウムイオンはアノードからカソードに移動し、外部回路を通って流れる電子を放出してドローンに電力を供給します。

カソード：正の電極

カソードは通常、リチウムコバルト酸化物（LiCOOO₂）またはリチウム鉄リン酸リチウム（Lifepo₄）などのリチウム金属酸化物で構成されています。カソード材料の選択は、エネルギー密度や安全性など、バッテリーの性能特性に影響します。

電解質：イオン高速道路

リチウムポリマーバッテリーの電解質は、有機溶媒に溶解したリチウム塩です。このコンポーネントにより、リチウムイオンは、充電サイクルと排出サイクル中にアノードとカソードの間を移動できます。リチウムポリマーバッテリーのユニークな特徴は、この電解質がポリマー複合材に固定されているため、バッテリーの柔軟性が高まり、損傷が発生しやすくなっていることです。

保護サポート：ハウジングとコネクタ

コアモジュールを超えて、ドローンバッテリーのハウジングとコネクタは、電力供給に直接関与していませんが、構造的完全性を確保する「スケルトン」として存在します。

ハウジング：通常、炎症性のABSプラスチックまたはアルミニウム合金から構成され、耐衝撃性、火炎遅延、熱断熱性を提供します。細胞の動作中の過熱を防ぐために、換気穴が組み込まれています。

コネクタとインターフェイス：内部マルチストランド銅線（非常に伝導性と曲がり耐性）をBMSに接続します。外部インターフェイスは一般に、逆プラグ保護を備えたXT60またはXT90コネクタを使用して、誤った接続による偶発的な損傷を防ぎます。

基本メンテナンス：内部コンポーネントを保護して、バッテリーの寿命を延ばします

BMSの過負荷と細胞分解を防ぐために、過充電または過剰排水（20％〜80％の容量の容量）を避けてください。

コネクタを洗浄するときは、配線中の短絡を防ぐために水の浸漬を避けてください。

損傷したケーシングを迅速に交換して、内部細胞とBMSを物理的な衝撃から保護します。

ドローンバッテリーの内部アーキテクチャは、「エネルギー、制御、保護」の正確な相乗効果を表しています。ソリッドステートバッテリーとインテリジェントなBMSテクノロジーの進歩により、将来のバッテリー設計はよりコンパクトで効率的になり、ドローンのパフォーマンスのアップグレードにコアサポートを提供します。