ڊرون ۽ UAV لاءِ بيٽرين ۾ جدت
ڊرون ۽ بغير پائلٽ جي هوائي گاڏين (UAVs) جي ترقي تازن سالن ۾ تيزي سان تيز ٿي آهي. ڊرون هاڻي صرف شوق جا رانديڪا نه رهيا آهن، پر ڪيترن ئي شعبن ۾ ضروري اوزار بڻجي ويا آهن: نقشو ۽ سروي، انفراسٽرڪچر معائنو، درست زراعت، رسد، ڳولا ۽ بچاءُ، ۽ حتي فوجي ايپليڪيشنون. بهرحال، ڪئميرا، سينسر، آٽو پائلٽ، ۽ مواصلات ۾ ترقي جي پويان، هڪ جزو آهي جيڪو اڪثر ڪري ڊرون صلاحيتن جي مکيه "حد" بڻجي ويندو آهي: بيٽري. پرواز جي برداشت، حفاظت، وزن، ۽ مشن جي اعتبار استعمال ٿيل بيٽري ٽيڪنالاجي تي تمام گهڻو منحصر آهي. هي مضمون مختلف بيٽري جدتن تي بحث ڪري ٿو جيڪي ڊرون ۽ UAV ڪارڪردگي کي هلائي رهيا آهن، انهي سان گڏ چئلينج ۽ مستقبل جي هدايتن تي.
ڊرون جي جدت جو مرڪز بيٽريون ڇو آهن؟
ڊرون وزن جي لحاظ کان تمام گهڻو حساس نظام آهن. هر اضافي گرام کي لفٽ پيدا ڪرڻ لاءِ وڌيڪ توانائي جي استعمال سان "ادائيگي" ڪرڻ گهرجي. نتيجي طور، ڊرون بيٽرين ۾ مثالي طور تي اعلي توانائي جي کثافت هوندي آهي (ڊگهي پرواز جي عرصي لاءِ)، اهي تيز ڪرنٽ پهچائي سگهن ٿيون (ٽيڪ آف، تيز حرڪت، يا پيل لوڊ کڻڻ لاءِ)، محفوظ رهن ٿيون، ۽ بار بار چارجنگ چڪر کي برداشت ڪري سگهن ٿيون. ٻئي طرف، حقيقي دنيا جون ايپليڪيشنون اڪثر ڪري تيز چارجنگ ۽ گرمي پد جي وسيع رينج ۾ آپريشن جي گهرج ڪنديون آهن، جنهن ۾ تيز گرمي ۽ انتهائي سردي شامل آهي.
ڪيترن سالن کان، ليپو (ليٿيم پوليمر) بيٽريون ملٽي روٽر ڊرونز لاءِ پسنديده رهيون آهن ڇاڪاڻ ته انهن جي اعلي ڪرنٽ گنجائش آهي. تنهن هوندي به، ليپو بيٽرين ۾ اهڙيون خاصيتون پڻ آهن جن کي احتياط جي ضرورت آهي: اهي جسماني نقصان لاءِ وڌيڪ حساس آهن، "پفنگ" جو خطرو آهن، ۽ انهن کي نظم و ضبط سان چارجنگ ۽ اسٽوريج طريقيڪار جي ضرورت آهي. بيٽري جدتون وڌيڪ طاقتور ۽ محفوظ بيٽرين جي صنعت جي گهرج کي پورو ڪري رهيون آهن.
بيٽري ڪيمسٽري جو ارتقا: ليپو کان وڌيڪ متنوع ليٿيم خاندان تائين
1. اعليٰ توانائي وارو ليٿيم-آئن (لي-آئن)
ڊگهي پرواز جي وقت جي ضرورت واري مشنن لاءِ، ڪجهه UAV پليٽ فارم سلنڈرڪل سيلز (مثال طور، 18650 يا 21700) يا هاءِ-انرجي پائوچ سيلز سان LiPo کان Li-ion ڏانهن سوئچ ڪري رهيا آهن. Li-ion ۾ عام طور تي "هاءِ C" LiPo کان وڌيڪ توانائي جي کثافت هوندي آهي، جيڪا ان کي فڪسڊ ونگ يا هائبرڊ VTOL جهازن لاءِ موزون بڻائيندي آهي جن کي هر وقت انتهائي ڪرنٽ جي ضرورت نه هوندي آهي. چئلينج چوٽي ڪرنٽ جي صلاحيت ۽ حرارتي انتظام آهن - جڏهن اعليٰ ڪرنٽ جي گهرج گهربل هوندي آهي، Li-ion ڪارڪردگي خراب ٿي سگهي ٿي ۽ گرمي جي تعمير ٿي سگهي ٿي. هن علائقي ۾ جدت ۾ هاءِ پاور سيلز چونڊڻ، پيڪ ڊيزائن جيڪي اندروني مزاحمت کي گهٽ ڪن ٿا، ۽ سمارٽ BMS (بيٽري مئنيجمينٽ سسٽم) شامل آهن.
2. حفاظت ۽ ڊگهي عمر لاءِ LiFePO4 (LFP)
LFP ڪيمسٽري وڌيڪ حرارتي طور تي مستحڪم هجڻ جي ڪري سڃاتي وڃي ٿي ۽ ان جي سائيڪل جي زندگي ڊگهي آهي. انسانن جي ويجهو ڪم ڪندڙ UAVs لاءِ، صنعتي علائقن ۾، يا آپريشنل ضرورتن لاءِ جن کي سائيڪل جي وقت جي ضرورت هوندي آهي (مثال طور، انسپيڪشن ڊرون جيڪي ڏينهن ۾ ڪيترائي ڀيرا اڏامندا آهن)، LFP هڪ پرڪشش آپشن آهي. نقصان ان جي گهٽ توانائي جي کثافت آهي، جنهن جي نتيجي ۾ ساڳئي وزن تي پرواز جو عرصو گهٽ ٿيندو آهي. LFP ۾ جدت توانائي جي کثافت وڌائڻ، پيڪ ڊيزائن کي بهتر ڪرڻ، ۽ ڪل وزن گهٽائڻ لاءِ سسٽم کي بهتر بڻائڻ تي ڌيان ڏئي ٿي.
3. ليٿيم-سلفر (لي-ايس) ۽ ٺوس حالت: مستقبل جا اميدوار
ليٿيم-سلفر روايتي ليٿيم جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻي توانائي جي کثافت جو واعدو ڪري ٿو. نظريي ۾، لي-ايس 400 Wh/kg کان وڌيڪ ٿي سگهي ٿو، ممڪن طور تي ڊرون جي پرواز جي وقت کي وڌائي ٿو. تنهن هوندي به، لي-ايس اڃا تائين تيز خرابي، محدود سائيڪل جي زندگي، ۽ "شٽل اثر" جي مسئلي کي منهن ڏئي ٿو جيڪو ڪارڪردگي کي گهٽائي ٿو. ساڳئي وقت، سالڊ اسٽيٽ بيٽريون حفاظت ۽ توانائي جي کثافت جي لحاظ کان وڏو واعدو پيش ڪن ٿيون، ڇاڪاڻ ته اهي سالڊ اليڪٽرولائٽس استعمال ڪن ٿيون جيڪي ليڪيج جي خلاف وڌيڪ مزاحمتي آهن ۽ ٿرمل رن اوي جي خطري کي گهٽائي سگهن ٿيون. جڏهن ته گهڻي تحقيق ۽ پروٽوٽائپ ترقي جاري آهي، قيمت ۽ وڏي پيماني تي پيداوار جي تياري چئلينج رهي ٿي.
پيڪ ڊيزائن ۾ بهتري: اهو صرف سيلز بابت ناهي.
گهڻو ڪري، سڀ کان وڏيون جدتون صرف سيل ڪيمسٽري ۾ نه هونديون آهن، پر ان طريقي سان به هونديون آهن جنهن ۾ پيڪ ٺاهيو ويو آهي. ڊرونز کي اهڙيون بيٽريون گهرجن جيڪي گهٽ ۾ گهٽ گرمي جي نقصان سان توانائي موثر طريقي سان پهچائي سگهن.
1. ٽيبل بيس ڊيزائن ۽ گهٽ مزاحمت
ڪجھ جديد سيل ڊيزائن مخصوص اليڪٽروڊ ڍانچي ذريعي اندروني مزاحمت کي گھٽائي ٿي. ان جي نتيجي ۾ وڌيڪ مستحڪم ڪرنٽ وهڪري، گھٽ گرمي جي پيداوار، ۽ گھٽ وولٽيج ڊراپ ٿئي ٿو جڏهن ٿروٽل وڌايو ويندو آهي.
2. وڌيڪ ڪارآمد ڪنيڪٽر ۽ ڪيبل
توانائي جو نقصان ڪنيڪٽرن، سولڊر ۽ ڪيبلن ۾ پڻ ٿئي ٿو. ڊرون انڊسٽري گهٽ رڪاوٽ وارا ڪنيڪٽرن کي ترقي ڪري رهي آهي جيڪي محفوظ ۽ وڌيڪ وائبريشن مزاحمتي آهن. اهو سڌو سنئون ڪارڪردگي ۽ آپريٽنگ گرمي پد تي اثر انداز ٿئي ٿو.
3. مربوط حرارتي انتظام
صنعتي ۽ فوجي UAVs ۾، غير فعال ۽ فعال کولنگ سسٽم ٻئي تيزي سان عام ٿي رهيا آهن. غير فعال کولنگ ۾ هيٽ سنڪ، گرمي کي ڦهلائيندڙ جامع مواد، ۽ هوائي وهڪري جي ڊيزائن شامل ٿي سگهن ٿا جيڪي پرواز دوران هوا جي وهڪري کي استعمال ڪن ٿا. فعال کولنگ، پيچيدگي کي شامل ڪندي، شديد مشن دوران بيٽري جي ڪارڪردگي کي برقرار رکي سگهي ٿي.
سمارٽ بي ايم ايس: بيٽريون وڌيڪ "دماغي" ٿي رهيون آهن.
شوقين ڊرونز ۾، بيٽري پيڪ اڪثر ڪري "بيوقوف" هوندا آهن، جيڪي صرف وڏي ڊيٽا ڪميونيڪيشن کان سواءِ بجلي فراهم ڪندا آهن. پيشه ورانه UAVs ۾، هي طريقو تبديل ٿي رهيو آهي. ذهين BMS هاڻي حفاظت ۽ ڪارڪردگي جي ڪنجي آهن.
- انفرادي سيل مانيٽرنگ: هر سيل جي وولٽيج، گرمي پد، ۽ ڪرنٽ کي حقيقي وقت ۾ مانيٽر ڪيو ويندو آهي ته جيئن اوور ڊسچارج يا اوور چارج کي روڪي سگهجي.
- SoC ۽ SoH (چارج جي حالت/صحت جي حالت) جو اندازو: پائلٽس يا آٽو پائلٽس کي باقي پرواز جي وقت جي وڌيڪ صحيح اڳڪٿي ڪرڻ ۾ مدد ڪري ٿي، صرف وولٽيج جي بنياد تي نه.
- تحفظ ۽ ناڪامي کان محفوظ: بيٽري ڪرنٽ کي ڪٽي سگهي ٿي جڏهن ڪا غير معمولي حالت ٿئي ٿي، يا فلائيٽ ڪنٽرول سسٽم کي ابتدائي خبرداري موڪلي سگهي ٿي.
- ڊيٽا ڪميونيڪيشن: ڪجهه پيڪ ڪميونيڪيشن پروٽوڪول کي سپورٽ ڪن ٿا ته جيئن فلائيٽ ڪنٽرولر پاور پروفائل کي ترتيب ڏئي سگهي، تيز گرمي پد تي ٿروٽل کي محدود ڪري سگهي، يا هڪ هوشيار گهر واپسي جو منصوبو ٺاهي سگهي.
بي ايم ايس جدت پڻ ڊيٽا تي هلندڙ اڳڪٿي ڪندڙ الگورتھم جي استعمال ڏانهن وڌي رهي آهي، حتي مشين لرننگ، حقيقي استعمال جي نمونن جي بنياد تي گنجائش جي گهٽتائي کي ماڊل ڪرڻ لاءِ.
تيز چارجنگ ۽ توانائي جو بنيادي ڍانچو
ڊگهي پرواز جو عرصو مثالي آهي، پر ميدان ۾، ٽرن اراؤنڊ رفتار اڪثر ڪري گهربل هوندي آهي. تنهن ڪري، ايندھن جي جدت انتهائي اهم آهي.
- محفوظ پروفائل تيز چارجنگ: تيز چارجنگ کي گرمي پد ۽ موجوده حدن تي ڌيان ڏيڻ گهرجي ته جيئن خرابي تيز نه ٿئي.
- ملٽي پيڪ سمارٽ چارجر: خاص طور تي ڪمرشل آپريشنز لاءِ، هڪ چارجنگ سسٽم جيڪو سيلز کي متوازن ڪرڻ، بي ايم ايس ڊيٽا پڙهڻ، ۽ چارجنگ شيڊول ڪرڻ جي قابل هجي، انتهائي گهربل آهي.
- بيٽري سسٽم جي تبديلي: ڪجهه لاجسٽڪ حل ۽ ڊرون ڊاڪنگ اسٽيشن هڪ خودڪار بيٽري جي تبديلي جو طريقو استعمال ڪن ٿا. اهو ڊائون ٽائيم گهٽائي ٿو ۽ نيم مسلسل آپريشن لاءِ موقعا کولي ٿو.
- قابل تجديد توانائي جو انضمام: ڏورانهن علائقن ۾، سولر پينل تي ٻڌل يا هائبرڊ جنريٽر تي ٻڌل چارجنگ سسٽم استعمال ٿيڻ شروع ٿي ويا آهن، جيتوڻيڪ گنجائش ۽ رفتار اڃا تائين چئلينج آهن.
حفاظت: هڪ اهڙو پهلو جنهن سان سمجهوتو نٿو ڪري سگهجي
ليٿيم بيٽري جي باهه هڪ سنگين خطرو آهي. ڇاڪاڻ ته ڊرون اڪثر ڪري اهم اثاثن يا عوامي علائقن جي ويجهو استعمال ٿيندا آهن، حفاظتي جدتون آپريشنل اجازتن ۽ عوامي قبوليت لاءِ اهم آهن.
ڪجھ وڌندڙ عام طريقا:
- نقصان جي صورت ۾ اثر کي گهٽائڻ لاءِ مضبوط ڪيسنگ ۽ باهه جي مزاحمتي مواد.
- تيز گرمي جي ڳولا لاءِ ملٽي پوائنٽ گرمي پد سينسر.
- ماڊيولر پيڪ ڊيزائن ته جيئن هڪ حصي جي ناڪامي فوري طور تي مڪمل ناڪامي جو سبب نه بڻجي.
- وڌيڪ پختو اسٽوريج ۽ ٽرانسپورٽيشن طريقا، جنهن ۾ باهه جي مزاحمتي ٿيلهين جو استعمال ۽ خاص شپنگ معيار شامل آهن.
صنعتي UAVs ۾، بيٽري جي حفاظت جي سرٽيفڪيشن ۽ دستاويزي معيار پڻ ترقي ڪري رهيا آهن، ٺاهيندڙن کي اعتماد جي جاچ، چڪر، ۽ آپريٽنگ حدن جي حوالي سان وڌيڪ شفاف هجڻ جي حوصلا افزائي ڪري رهيا آهن.
ڊرون ايپليڪيشنن تي بيٽري جي جدت جو اثر
بيٽري جي جدت ڊرون جي استعمال تي حقيقي اثر وجهي رهي آهي:
- نقشو ۽ سروي: ڊگهي پرواز جي وقت جو مطلب آهي هڪ مشن ۾ وسيع ڪوريج وارو علائقو.
- بجلي نيٽ ورڪ ۽ پائپ جو معائنو: پيڪ جي اعتبار ۽ بقايا توانائي جي اڳڪٿي خطرناڪ علائقن ۾ هنگامي لينڊنگ جي خطري کي گھٽائي ٿي.
- مال پهچائڻ: لوڊ سان گڏ ٽيڪ آف لاءِ اعليٰ توانائي جي کثافت، حفاظت، ۽ وهڪري جي صلاحيت جي ميلاپ جي ضرورت آهي.
- درست زراعت: اسپري ڪرڻ واري ڊرون کي اعليٰ طاقت ۽ سائيڪل مزاحمتي بيٽري سسٽم جي ضرورت هوندي آهي، تنهن ڪري ڪيمسٽري ۽ پيڪ ڊيزائن جو انتخاب انتهائي اهم آهي.
مستقبل جي هدايت
اڳتي وڌندي، ڊرون بيٽري جي جدت ممڪن طور تي ٽن مکيه رستن تي هلندي. پهريون، نئين ڪيمسٽري جهڙوڪ Li-S يا سولڊ اسٽيٽ بيٽرين ذريعي توانائي جي کثافت وڌائڻ. ٻيو، وڌندڙ ذهين BMSs ۽ وڌيڪ گرمي مزاحمتي ۽ مضبوط پيڪ ڊيزائن ذريعي حفاظت ۽ عمر کي بهتر بڻائڻ. ٽيون، آپريشنل ايڪو سسٽم کي مضبوط ڪرڻ - بيٽري جي معيارن، ڊاکنگ سسٽم، خودڪار سوئپنگ کان وٺي، موثر چارجنگ انفراسٽرڪچر تائين.
آخرڪار، بيٽريون صرف بجلي جي فراهمي نه آهن، پر ڊرون ڊيزائن جو "اسٽريٽجڪ ڊرائيور" آهن: اهي ڪيتري حد تائين اڏامي سگهن ٿا، اهي ڪيتري محفوظ طريقي سان ڪم ڪن ٿا، ۽ اهي ڪيتري اثرائتي طريقي سان مشن جي حمايت ڪن ٿا. مسلسل جدت سان، ڊرون جون ڪلاسيڪل حدون - پرواز جو وقت ۽ بيٽري جو خطرو - آهستي آهستي تبديل ٿينديون، مستقبل ۾ وسيع ۽ وڌيڪ قابل اعتماد UAVs جي امڪان کي کولينديون.
