无人机的类型多种多样,不同类型的无人机由于其功能、飞行环境和任务需求的差异,对锂电池也有不同的特

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无人机作为一种高科技设备,在众多领域发挥着重要作用。而在其运行过程中,对锂电池有着高度的依赖。

首先,无人机的飞行离不开可靠的能源供应,锂电池以其独特的优势成为无人机的首选电源。相比其他类型的电池,锂电池具有电压高、比能量大、循环寿命长、安全无公害等优点。这使得无人机能够在飞行过程中获得稳定而持久的动力,确保各项任务的顺利完成。

高性能的锂电池对无人机性能的提升至关重要。一方面,它能显著延长无人机的续航时间。大多数无人机依赖锂电池供电,而容量大、性能好的锂电池可以为无人机提供更长的飞行时间,从通常的 30 分钟至 1 小时提升到更长的时间,满足长时间任务的执行需求。例如,中国科学院大连化学物理研究所研发的高比能宽温域锂离子电池,能量密度可达到 400Wh/kg,使无人机的续航能力在原有基础上提升了 20% 至 40%。在一次持续 3 小时的试飞中,搭载这款电池的无人机顺利完成了起飞、爬升、高速巡航和降落等所有测试环节,展现出非凡的稳定性和可靠性。

另一方面,锂电池的性能还影响着无人机的载荷能力。合适的锂电池可以在不增加过多重量的前提下,为无人机提供足够的动力,使其能够携带更多的设备和传感器,执行更复杂的任务。同时,高性能锂电池的安全性能也为无人机的飞行提供了保障,不会出现爆炸等危险情况。

总之,无人机选配锂电池是必要的。高性能的锂电池不仅能为无人机提供稳定的能源供应,还能提升其续航时间、载荷能力和安全性能,为无人机在各个领域的广泛应用奠定坚实的基础。

二、哪些无人机能自己配锂电池

 

DJI 大疆创新的部分无人机产品介绍及电池配置情况。

大疆创新在无人机领域占据着重要地位。例如御 Mavic Pro 可折叠 4K 航拍无人机,其全能套装中的锂电池功能强大,受到用户好评。这款无人机的光学变焦大比较专业,高清摄像效果出色,是航拍利器。套装中还会有额外 2 块电池,为用户提供了更长的续航保障。此外,御 Mavic Air 2 智能飞行电池也是大疆的一款高性能产品,价格为 699 元。它适配 DJI Air 2S、御 Mavic Air 2,采用 3 芯高能锂电,搭配 DJI Air 2S 续航时间达 31 分钟,搭配 Mavic Air 2 续航时间为 34 分钟。内置智能电池管理系统,可监控电池容量与电芯状态,提供稳定能量输出,还能精确计算剩余续航时间,为飞行保驾护航。具备过充 / 过放保护、闲置保护和低温保护等多种智能电池保护功能。

SY1 神鹰锂电池电动无人机的特点及电池应用。

SY1 神鹰锂电池电动无人机已于 2012 年 5 月 13 日成功首飞。最大起飞重量 240kg,无人机采用层流翼型、大展弦比的高效率气动力设计,动力装置为锂电池。可用于高精度航测、环境监测、安保巡查等多种用途。

日企魔改大疆无人机使用氢燃料电池的案例及启示。

日企 RoboDEX 对大疆无人机进行魔改,将电池改造为零污染的氢燃料电池。他们使用日本企业帝人 Engineering 生产的储氢罐改造大疆无人机,利用铝材料减轻储氢罐重量,并用碳纤维材料提高强度,使得储氢罐不仅重量轻,还能储存高压氢气。改造之后,无人机在氢燃料电池支持下续航大增,通常来说无人机自备的锂电池只能支持 30 分钟续航,现在最长可以做到 2 小时,更长的续航时间使得无人机的实用性大增,在部分领域中非常有用。这一案例为无人机的发展提供了新的思路和方向,未来或许可以在保证安全性和性能的前提下,探索更多新型能源在无人机上的应用。

三、无人机自行配备锂电池的可行性

锂电池组

1. 从技术角度分析,如锂电池定制为无人机提供更好飞行性能。

随着无人机技术的不断发展,对锂电池的要求也越来越高。锂电池定制成为了一种提升无人机飞行性能的有效方式。

首先,锂电池定制可以根据不同的无人机类型和飞行任务进行优化设计。例如,对于专业航拍无人机,需要高能量密度的锂电池以保证长时间的飞行和稳定的图像传输;对于物流配送无人机,可能更注重电池的快速充电性能以提高作业效率。通过定制,可以使锂电池更好地满足特定无人机的需求。

其次,定制锂电池可以提高无人机的飞行时间。高能量密度的锂电池能够存储更多的电能,为无人机提供更长的续航时间。例如,电子发烧友网提到的锂电池定制能为无人机提供更好的飞行性能,通过优化设计可以提高锂电池的能量密度和飞行时间,为无人机的各种应用场景提供更可靠的能源支持。

此外,定制锂电池还可以提升无人机的安全性。在医疗设备和航空航天领域,对电池的安全性能要求极高。同样,无人机使用的锂电池也需要具备过充保护、过放保护、短路保护等功能,以确保飞行安全。通过定制,可以根据无人机的使用环境和安全要求,对锂电池的安全性能进行针对性的设计和优化。

2. 以 DIY 小型四旋翼无人机为例,说明锂电池的选择与应用。

DIY 小型四旋翼无人机是很多爱好者和专业人士的选择,其中锂电池的选择和应用至关重要。

首先,在选择锂电池时,需要考虑电池的容量、电压、放电倍率等参数。对于一架电机对角线距离 450mm 的无人机而言,通常选取 5400mAh・35C 的锂电池较为合适。5400mAh 指以 5400mA 空容量充电或满容量放电,时间为一小时;35C 是电流可以放大的倍数。这样的锂电池一般可以使无人机稳定情况下飞行 15 分钟左右。同时,还需要考虑锂电池的 S 数,一般我们使用 3S 或者 4S,即三节 3.7V 或者四节 3.7V 串联,这会影响电机的转速和无人机的性能。

其次,在应用锂电池时,需要注意电池的充电和使用安全。锂电池的充电速度相对较慢,因此在使用过程中需要合理安排充电时间,避免过度充电和过度放电。同时,要注意电池的温度变化,避免在高温或低温环境下使用电池,以免影响电池性能和寿命。

例如,在 DIY 属于自己的小型四旋翼无人机的过程中,需要根据无人机的硬件配置和飞行需求,选择合适的锂电池,并正确连接电机、电调、飞机控制板等部件。通过合理的选择和应用锂电池,可以提高 DIY 小型四旋翼无人机的性能和稳定性,满足不同的飞行任务和兴趣爱好需求。

四、无人机配锂电池的风险

锂电池组

冬季低温环境下,电池未预热可能导致炸机等风险。

在冬季低温环境中,无人机锂电池的性能会严重下降。这是因为受到锂电池特性的影响,低温会导致化学活性降低,内阻增大,放电能力减弱,电池电压降低。当单电池电压低至 3V 时,飞行器动力系统最大推力可能不足以维持飞行,飞行时电池断电会导致无人机炸机。此外,飞行后,电池可能会进入过放保护状态,将不能被继续充电及使用。

为降低风险,在起飞前,电池必须充满电后再使用,以保证电池处于高电压状态。同时,应将电池充分预热至 25 度以上,可以使用电池预热器,或者将电池放置在车里,打开车内暖气进行预热。若电池未预热直接飞行,电压不足极易失控炸鸡。起飞后,保持飞机悬停 1 分钟左右,让电池利用内部发热;操作打杆轻柔,避免暴力姿态;在低温环境中,电压下降会非常快,应随时注意电量,并缩短飞行时间;建议提前返航,避免低电量返航。设备不使用时,应将电池取出,并且单独存放,避免将电池长期放置在低温的室外。

消费级无人机配锂电池可能存在的桨叶割伤、坠落砸伤、电池起火爆炸等风险。

消费级无人机在使用过程中存在一定风险。例如,桨叶割伤是常见的危险之一,消费级旋翼无人机产品的运转时速度较快,如果碰到人体皮肤,可导致割伤事故。坠落砸撞伤也时有发生,部分消费级无人机由于操作不当、电池耗尽等原因失控,会在飞行中坠落,可导致砸撞伤观众或行人等事故。此外,电池导致起火、爆炸也是严重的风险,消费级无人机产品内置锂电池,因电池质量差、保护威廉希尔官方网站 功能不全等原因,电池易发热膨胀或者充电时导致起火、爆炸等,导致事故发生。

高温环境下,无人机配锂电池可能出现的热失控、电压升高、漏电加剧等风险。

在高温环境中,电池性能会严重下降。电池内部温度不断升高,由于强放热反应而使电池温度突然升高可能导致热失控,便可能引起起火、爆炸等现象。高温环境中,电池电压升高,如果使用电池,可能导致电池发热。同时,在高温环境中存放电池,会使漏电加剧。

起飞前,电池必须充满电后再使用,以保证电池处于高电压状态。同时要检查电池外观是否存在损坏、变形等情况,以及电池接口的金属片是否存在破损、烧蚀等情况,检查电池充电排线是否存在松动情况。起飞后,操作打杆轻柔,避免暴力姿态。在高温环境中,电压下降会非常快,应随时注意电量,并缩短飞行时间。建议提前返航,避免低电量返航。避免在高温烈日下暴晒,并进行充电,严格禁止在高温环境下充电,避免高温下飞行后立即充电,防止充电时间过长。设备不使用时,应将电池取出,并且单独存放,不可将电池放置于靠近热源、易燃易爆品,避免将电池长期放置在高温的室外。

五、无人机配锂电池的注意事项

锂电池组

使用 18650 锂电池组的无人机需注意选择合适电池组、正确充电和安全使用。

无人机可以使用 18650 锂电池组,18650 锂电池组具有高能量密度、长寿命和低自放电率等优点,非常适合在无人机中使用。在选择电池组时,要根据无人机的负荷和飞行时间需要选择合适的电池组,以确保无人机的性能和安全。正确充电方面,需要使用专业的充电器进行充电,并严格按照说明书的要求进行操作。过度充电或过度放电会对电池组的寿命和性能产生不利影响。在使用过程中,要注意安全问题,避免无人机坠毁或造成人身伤害等安全问题。

冬季航拍时,无人机锂电池的保温措施及保暖注意事项。

冬季低温环境下,锂电池的性能会大幅下降。飞行前,建议将电池放入室内温暖环境中(如室温 20°C 左右)至少 1 小时进行预热,确保电池温度接近室温,以提高其放电效率和安全性。在运输途中,可使用电池保温袋对电池进行保温,遇到恶劣天气时,可将无人机与电池放在专用的防寒防水运输箱中。飞行前的电池预热也很重要,在低于 10 度以后,最好预热一段时间再起飞,达到 20° 以上最佳。如果天气非常恶劣,可让无人机在升空后低空悬停 2 - 3 分钟,让电池热起来后再进行飞行。在飞行途中,可以在电池上面粘贴保温贴纸,有效保障无人机电池在飞行过程中减缓热量流失的速度,保证供电的稳定。同时,飞行前务必将电池充满电,保证电池处于高电压状态。起飞后保持飞机悬停 1 分钟左右,让电池利用内部发热,让自身充分预热,降低电池内阻。对飞机电池进行保温措施,如给电池海绵垫,给机身散热格栅贴胶条阻隔空气流通等。在低温飞行时尽量将时间缩短到常温状态的一半,以保证安全飞行。

航拍保提供的无人机电池正确使用规范,包括充电、放电和使用过程中的注意事项。

航拍保指出,电池作为无人机动力系统的重要一部分,价格不菲,日常使用一定要遵循使用规范。充电安全规范方面,电池需要使用专用配套的充电器进行充电,充电过程需要有人看护,禁止使用不符合规格的充电器充电。具体包括使用无人机电池的专用充电器充电;充电前检查每个电池单体电压;按电池规定 C 数充电;勿在高温或低温环境下充电;在通风良好和空旷的地方充电,不能放车里充电;不能查看不要充电;准备一桶沙子,有备无患。放电安全规范方面,不要透支无人机电池电量,电压到 3.7V 时尽快返航或降落。使用规范方面,在低温下启动无人机以锂电池为动力,低温环境会严重降低锂电池的性能。电池在天冷的情况下使用,建议加温后使用。要牢记电池本体的温度保持在 5℃以上,20℃最佳;电池温度未达到 20℃或以上时,不适宜做大机动飞行;在起飞之前,电池要保存在温暖的环境中(20℃左右),比如房屋内、车内、保温箱内等;要起飞时,快速安装电池,并执行飞行任务;在低温下飞行时,尽量将时间缩短到常温状态的一半,以保证安全飞行。使用无人机电池一定要定期检查电池主体、线材、电源插头,观察外观是否受损、变形、腐蚀、变色、破皮,以及插头与机身的接插是否过松,如有异常情况一定要及时更换。

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时间 2024/12/04

审核编辑 黄宇

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