全固体電池はどのくらい持続しますか?

全固体電池の寿命はどれくらいですか? 

UAV オペレーターのための現実的な答え

サイクル数は、ほとんどのバッテリー メーカーがリードする数値です。 700サイクル。 800サイクル。時にはもっと。交換予算とフリート管理スケジュールを計画しようとしている UAV オペレーターにとって、この数字は役に立ちますが、不完全です。実際に重要なのは、これらのサイクルが暦時間にどのように変換されるか、そして、それほどハードに使用しない場合でもバッテリーがそれほど長く持続するかどうかです。

より完全な画像は次のとおりです全固体電池商用UAV運用の寿命。

サイクル寿命とカレンダー寿命: 2 つの異なる時計

すべてのバッテリーは 2 つのクロックで同時に動作します。 1 つ目はサイクル数、つまり完全に充電および放電された回数です。 2 つ目は暦年数です。これは、どれだけ使用されているかに関係なく、どれだけ長く存在していたかです。

どちらも重要です。定格 800 サイクルのソリッドステート UAV バッテリーは、保管されたままでもカレンダーの劣化が発生します。電極材料は電解質とゆっくりと反応します。リチウムは電流が流れていなくても微量に移動します。 3 年間保管して使用したバッテリーは、3 か月間保管したバッテリーと同じように機能しません。

全固体電池は従来の LiPo パックと比較して両方のクロックで利点がありますが、その利点はカレンダー クロックよりもサイクル クロックでより顕著です。

実際の UAV 動作条件におけるサイクル寿命

市販の全固体 UAV バッテリーについて引用されている 600 ～ 900 サイクルの数値は、標準化されたテスト条件下で 80% 以上の容量保持を表しています。実際の現場作業では、バッテリーがどれだけ激しく動作するかによって航続距離は変化します。

一般的な商業運用における固体 UAV バッテリーの保守的な推定 (適度な放電率、適切な温度管理、ミッション間の部分充電での保管) では、容量保持率がほとんどのミッション プロファイルで運用上有用なしきい値を下回るまでの実用的なサイクル寿命は 700 ～ 850 サイクルとされています。

これが暦年で何を意味するかは、操作のサイクル頻度によって完全に異なります。

毎日 2 つのミッションを週 5 日、年間 50 週間飛行する航空機は、年間約 500 サイクルを完了します。 750 回の使用可能サイクルでは、パックは交換まで約 18 か月持続します。

同じスケジュールで毎日 1 つのミッションを飛行する航空機は、年間 250 サイクルを完了し、約 3 年で同じ 750 サイクルのマークに達します。

季節運用 (6 か月のアクティブ シーズン中に 200 サイクル) でのバッテリーは、3 ～ 4 年でサイクル限界に達する可能性がありますが、それより前にカレンダーの経年劣化がパフォーマンスに影響を及ぼし始めます。

保管期間とカレンダーの経年変化

保管中の全固体電池は、同等の条件下で LiPo パックよりもゆっくりと劣化します。全固体電池のサイクル寿命を向上させる電解液の反応性の低下も、カレンダーの劣化プロセスを遅らせますが、それを止めるわけではありません。

適切な保管条件（部分充電（40 ～ 60%）、60 ～ 75°F の安定した温度、乾燥環境）における全固体 UAV バッテリーの合理的な期待値は、容量の低下が動作上重大になるまでの保管寿命は 3 ～ 5 年です。これは、慎重な条件下で 2 ～ 3 年の保管寿命が一般的な LiPo パックと比べて有利です。

季節的な運用やバックアップバッテリーの在庫の場合、長期にわたる保管安定性は、サイクル寿命の数値で把握できる以上に重要な運用上の利点となります。

予想よりも早く寿命を縮める原因

どちらのクロックも、UAV オペレーターが制御する特定の条件下ではより速く動作します。

高温での動作や保管は、サイクル数に関係なく、カレンダーの劣化を早めます。残存充電量 20% 未満での一貫した深放電は、中程度の放電プロファイルよりも早くサイクル劣化を加速します。温度管理を行わずに最大定格充電レートで高速充電を頻繁に行うと、両方のクロックが同時に進みます。

全固体電池は、同等の LiPo 電池よりもこれらの条件によく耐えますが、耐性は免疫と同じではありません。動作条件が常に悪い場合、パフォーマンスの利点は狭まります。

UAV フリートのバッテリー交換の計画

年間バッテリー予算を構築している商業事業者向け: 稼働率の高いフリートでは、カレンダー時間よりもサイクル頻度の方が交換間隔を正確に決定します。稼働率の低いフリートや季節運航の場合、カレンダーの経年変化は、サイクル数と並んで考慮に値する並行制約となります。

ザイバッテリーは、ソリッドステート リチウム イオンおよび高性能リチウム ポリマー UAV バッテリーのサイクル寿命保持データと保管寿命のガイダンスを提供します。交換計画は、スペック シート上のサイクル数だけでなく、両方のクロックが表示される場合に最適に機能するためです。