ドローンのバッテリーをさまざまな基準で分類するにはどうすればよいですか?

消費者向け航空写真や農作物の保護から産業検査や緊急救助に至るまで、ドローンの用途が拡大し続けるにつれて、ドローンの中核となる電源であるバッテリーに対するさまざまな需要がますます明らかになってきています。ドローン用バッテリーの分類基準を理解することで、特定のニーズを満たす製品を迅速に特定することができます。今日は解剖してみますドローンのバッテリーさまざまな分類次元からカテゴリを分類し、各電池タイプの核となる特性と適切な用途を明確にします。

I. 化学組成による分類: コアバッテリーの性能の基礎

1. リチウムポリマー電池 (LiPo):

リチウムポリマー電池は、「高エネルギー密度 + 軽量設計」という 2 つの利点により、民生用航空写真ドローンの主流を占めています。

主な特徴としては、エネルギー密度が 250 ～ 400 Wh/kg に達し、同等の容量の従来のバッテリーよりも重量が 30% 以上軽く、飛行持続時間が大幅に延長されることが挙げられます。柔軟なパウチパッケージにより、スリムまたは不規則なデザインなどのカスタム形状をコンパクトな航空カメラドローンに完全にフィットさせることができます。

2. リチウムイオン電池 (Li-ion):

リチウムイオン電池は、サイクル寿命が長く、コストが低く、安全性に優れています。サイクル数は500～1000倍（リチウムポリマー電池の1.5～2倍）に達し、物流配送や長期通電検査用ドローンなど、高頻度の運用が必要な産業用ドローンに最適です。

欠点としては、エネルギー密度が若干低く (約 200 ～ 300 Wh/kg)、重量が比較的重いため、携帯性よりも安定した耐久性を優先するシナリオに適しています。

3. ニッケル水素電池 (Ni-MH):

ニッケル水素電池は、低温や高湿度などの極端な条件下でも優れた耐環境性を発揮します。 -30°C ～ 60°C で安定して動作し、メモリー効果がないため、極地調査や高高度救助任務などの特殊なドローン アプリケーションに適しています。ただし、Ni-MH バッテリーはエネルギー密度が低く (わずか 60 ～ 120 Wh/kg)、重く、耐久性が短く、自己放電が発生します (月あたり約 10% ～ 15%)。現在は主にニッチな用途のバックアップ電池として使用されていますが、徐々に高性能リチウム電池に置き換えられつつあります。

II.物理構造による分類: さまざまなモデルへの適応

1. カスタマイズされたバッテリー:

農業用作物保護ドローンや大型の産業用検査ドローンなどの特殊なモデルでは、機体固有のスペース制約や積載量の要求により、カスタマイズされたバッテリーが必要になることがよくあります。

カスタム バッテリーは優れた互換性とエネルギー利用を提供しますが、汎用性がありません。異なるドローンのブランドやモデル間で交換することはできないため、設計ごとに特定の交換が必要となり、メンテナンスコストが増加します。

2. 標準化されたバッテリー: 消費者市場にとっての「普遍的な選択肢」

消費者向けの航空写真ドローンは、ユーザーフレンドリーな交換を優先しており、主に標準化されたバッテリーを使用しています。統一された形状とユニバーサルなインターフェイス仕様が特徴です。

Ⅲ．電圧仕様による分類: ドローンの電力要件に適合

ドローンモーターの電力が異なれば、必要なバッテリー電圧も異なります。電圧仕様により、バッテリーは単一セルユニットと複数シリーズの組み合わせに分類されます。

1. シングルセルバッテリー: コンパクトで軽量なこれらのバッテリーは、ドローンに個別に電力を供給します。低コストで簡単に交換できますが、飛行時間は限られています (通常は 5 ～ 15 分)。

2. 多シリーズ組み合わせバッテリー: 中型から大型のドローン (農薬散布ドローン、物流ドローンなど) は、より高いモーター出力を必要とします。複数の単セル電池を直列に接続して電圧を高め、「多直列組み合わせ電池」を形成します。

多直列バッテリーの電圧と容量は、必要に応じて調整できます。たとえば、6 シリーズ バッテリーは中型の航空写真撮影用ドローン (耐久時間 20 ～ 30 分) に適しており、14 シリーズ バッテリーは大型の農業用ドローン (耐久時間 40 ～ 60 分) に適しています。

IV.アプリケーションシナリオによる分類: 実際のニーズに合わせて

1. 消費者向けバッテリー: 軽量かつ耐久性

これらは軽量性と携帯性を重視しており、通常、容量 2000 ～ 5000mAh、電圧 11.1 ～ 14.8V、飛行時間 15 ～ 30 分を特徴としており、急速充電をサポートしています。

2. 農業グレードのバッテリー: 高容量と耐候性

通常、容量は 10,000mAh を超え、電圧範囲は 22.2 ～ 51.8V で、防水、防塵、耐衝撃特性 (IP67 保護等級) を備えています。現場環境での泥、水、粉塵に耐えるように設計されており、稼働時間は 30 ～ 60 分です。

3. 非常用バッテリー: 極限環境

広い温度耐性 (-30 °C ～ 60 °C) に優れ、耐衝撃性と腐食保護を備えています。一部のモデルには防爆エンクロージャーが組み込まれており、地震救助や森林消防などのシナリオに適しています。過酷な環境下でも安定した電力供給を実現します。

4. 産業グレードのバッテリー: 長いサイクル寿命と高い安定性

長いサイクル寿命 (800 ～ 1200 サイクル)、大電流放電 (10 ～ 20C の放電レート) をサポートしており、物流配送、電力線検査、石油/ガス パイプライン監視などの高頻度作業に適しています。

結論

ドローン技術の進歩に伴い、バッテリーの分類も改良され続けています。たとえば、新しい全固体電池が消費者市場に徐々に参入しており、将来的には新しい分類カテゴリーとして登場する可能性があります。バッテリーの分類基準を理解することは、ユーザーが製品を正確に選択するのに役立つだけでなく、バ​​ッテリーの性能とドローンのアプリケーションの間のマッチングロジックの理解を強化し、より効率的で安全なドローンの運用を可能にします。