🔋 Neovolt.ru ➡ Блог ➡ Как правильно ➡ Квадрокоптеры
Экономия на конструкции батареи для квадрокоптера грозит её повреждениями или даже крушениями всего FPV/UAV, притом никак не связана с браком — потенциально опасный аккумулятор в целом может быть качественным и входить в комплект дорогостоящей модели дрона.
У батареи для квадрокоптера особые условия эксплуатации, которые выдвигают необычные требования к качеству. Например, они должны быть:
- устойчивы к механическим повреждениям,
- к повышенной влажности,
- обязаны хорошо рассеивать тепло,
- иметь совместимость хотя бы в рамках одного производителя.
Ниже мы составили список претензий к качеству современных аккумуляторов для дронов. Вы сможете использовать его при выборе конкретной модели устройства или при оценке элемента питания, например, в обзорах, если Вы ведёте блог или канал на YouTube.
Список, на чём экономят производители аккумуляторов для квадрокоптеров
Мы не будем останавливать ваше внимание на такие очевидно-типичные вещи, как заводской брак или небольшой срок службы — перейдите по ссылкам, чтобы узнать решение этих проблем.
Предлагаем изучить критерии и требования, которые могут не выполнить производители аккумуляторов для коптеров и тем самым подвести ваши полёты под неприятные инциденты в определённых обстоятельствах.
1. Противоударная защита
⚠️Почему это важно? Химический элемент питания подвержен вибрациям (быстро деградирует) и взрывоопасен при падениях.
Между непосредственно самой ячейкой и корпусом модуля аккумулятора для квадрокоптера, а также между самим ячейками должны быть предусмотрены материалы для поглощения удара. Их задача — минимизировать или полностью поглотить ударную вибрацию в любом месте (то есть со всех сторон).
🔎 На что смотреть при выборе. Преимущество за гибким противоударным материалом с амортизирующей подушкой.
Справедливости ради, виброизоляционные прокладки в модульных батареях для дрона используют большинство именитых производителей. Но далеко не все из них делают это правильно.
В лучших моделях коптеров производители применяют несколько противоударных элементов. «Заплатками» они размещаются отдельно друг от друга. Такая конструкция предотвращает взаимную передачу вибрации и может локализовывать частичный удар в минимальном диапазоне.
💭 Напишите в комментарии, если вам сложно понять смысл написанного — мы упростим статью.
2. Пыленепроницаемость и влагозащита
⚠️Почему это важно? Окисление контактов, накопление статического электричества на корпусе — всё это воздействие окружающей среды.
Казалось бы, всё и так понятно — аккумулятор для дрона должен соответствовать хоть какому-то уровню защиты IP. Но требования предотвращения проникновения пыли или воды в различные области применения беспилотников распространяются и на лоток размещения батареи (в самом корпусе дрона).
🔎 На что смотреть при выборе. Выбирайте модули, в которых есть эластичный пылезащитный лист и силиконовое уплотнение. Проверяйте защищён ли от влаги лоток.
Многие производители аккумуляторов готовы похвастаться хорошей герметизацией модулей. Но создатели квадрокоптеров иногда допускают неплотное размещение элемента питания в посадочном месте.
Подробно о последствиях попадания влаги и пыли на контакты мы узнали из реальной истории экшн-камеры GoPro Hero 7 Black, которая не выдержала жестоких условий черноморских курортов. Крышка примыкает не до конца, неприятности не заставили владельца долго ждать.
💭 Укажите в комментарии, нужна ли такая защита от пыли и влаги? Например, защищённые аккумуляторы дороже обычных, и требуются в исключительных случаях.
3. Рассеивание тепла
⚠️Почему это важно? Максимальный нагрев литиевых ячеек (Li-Ion и Li-Polymer) возможен до +60°С, после чего происходит невосполнимая деградация химического элемента.
▶ Нагрев квадрокоптера: как жара убивает его аккумулятор?
К сожалению, паразитные реакции на электролите и электродах начинаются уже при меньшей температуре. Популярный среди инженеров пример — продолжительный прогрев чуть выше +35°C старенького подуставшего аккумулятора. Если он «не умеет» рассеивать тепло, то в какой-то момент характеристики питания начнут резко изменяться, беспилотник рискует упасть.
🔎 На что смотреть при выборе. Производители должны использовать комбинированную структуру аккумуляторной батареи дрона, добавляя алюминиевый лист между элементами и корпусом.
Решение создаёт условия, когда тепло внутри модуля батареи не копится и отводится за счёт превосходной теплопроводности металлического алюминиевого листа. Тепловые характеристики аккумулятора стабилизируются.
Аккумулятор квадрокоптера с тепловым рассеивателем служит намного дольше, но и не только. Наличие теплоотвода гарантирует, что даже в критической ситуации потеря мощности будет плавной, успеет сработать защитный механизм экстренной посадки (если он есть, кстати говоря).
💭 Напишите в комментарии, есть ли в вашей модели коптера режим экстренной посадки?
4. Индивидуально разработанная BMS
⚠️Почему это важно? Когда квадрокоптер используется регулярно, на дальних дистанциях, либо в коммерческих целях, поведение электрохимических элементов питания становится всё менее предсказуемым с увеличением числа сменных комплектов и часов налёта.
Базовые контролирующие функции производители внедряют во всех литиевых аккумуляторах, иначе они будут небезопасны. Так, например, в батареях 18650 без защиты предполагается, что схема управления находится в самом устройстве. Однако в квадрокоптерах у пользователя (пилота) или, как минимум, у системы срабатывания экстренной посадки должны быть данные о текущем состоянии аккумулятора.
🔎 На что смотреть при выборе. Система управления аккумулятором (BMS) контролирует зарядку (с функцией балансировки), защищает батарею от экстремальных температур, чрезмерного разряда и перезаряда, но также желательно должна быть процессорной.
Обычно используется процессор промышленного класса 32-битной разрядности. На него возлагаются задачи управления состоянием батареи, протоколами связи и регистрации статистики. При возможности учёта данных у пилота или автоматических алгоритмов управления гораздо больше шансов спасти дрон при критических состояниях аккумулятора.
Каким должен быть аккумулятор для квадрокоптера
- Тип ячейки: ячейка с высоким разрядом, ячейки высокого напряжения, ячейки с низкой и высокой температурой эксплуатации.
- Электронная защита: процессорная система управления батареей (BMS) с чипом сбора данных.
- Физическая защита: канал теплоотвода, виброизолятор, влагозащита, пылезащита.
- Ёмкость ячеек: без ограничений (учитывается вес/эффективность).
- Плотность энергии: максимально возможная плотность энергии.
- Срок службы: не менее 500 циклов.
- Рабочая температура: лучшие -30°C ... +80°C, но не хуже -20°C ... +50°C.
- Вес батареи: зависит от требований.
- Размер батареи: зависит от требований.
Лёгких взлётов и мягких посадок!