بالنسبة لطياري الطائرات المسيّرة وفرق المشتريات، يُعدّ معدل الشحن (C-rate) إلى جانب السعة وكثافة الطاقة، أحد المعايير التي غالبًا ما يتم تجاهلها، مع أنه يؤثر بشكل مباشر على سلامة الطيران وأداء الطاقة. يفترض العديد من المشترين أن السعة الأعلى تعني أداءً أفضل للبطارية. ولكن بدون معدل شحن كافٍ لتلبية احتياجات الطائرة المسيّرة من الطاقة، حتى البطارية ذات السعة العالية تفشل في توفير التيار الفوري. وقد تتعرض لانخفاض حاد في الجهد، أو فقدان مفاجئ للطاقة، أو انتفاخ، أو تلف دائم.

1. ما هو معدل شحن البطارية (C-Rate)؟

يُحدد معدل الشحن والتفريغ (C-rate) سرعة شحن وتفريغ البطارية. ويعني 1C أن البطارية يمكن شحنها أو تفريغها بالكامل في ساعة واحدة.

خذ منتجات جويسون كمثال: منتجاتنا الشهيرة بطارية شبه صلبة بسعة 16000 مللي أمبير/ساعة لرسم الخرائط والتصوير الجوي (16 آه):

• 1C: تيار التفريغ 16 أمبير؛ يستغرق التفريغ الكامل ساعة واحدة تقريبًا
• 5C: تيار تفريغ مستمر عند 80 أمبير، مع معدل ذروة انفجار يصل إلى 25C للتسلق السريع والمناورات الحادة.

خيار آخر فاخر، بطارية طائرة بدون طيار طويلة المدى خالية من الأنود بسعة 22 أمبير/ساعة   من شركة جويسون، يدعم تفريغًا مستمرًا بحد أقصى 3C:

• 1C: تيار التفريغ عند 22 أمبير
• 3C: تيار مستمر أقصى يبلغ 66 أمبير، مُحسَّن لإجراء عمليات فحص طويلة المدى ثابتة ومنخفضة المناورة.

مصطلحان رئيسيان يجب التمييز بينهما:

• معدل التفريغ المستمر : التيار المستقر الذي يمكن للبطارية تحمله أثناء الطيران العادي.
• معدل التفريغ الأقصى : تيار النبضة قصير المدة (عادةً لعدة ثوانٍ فقط) لإدخال الخانق الحاد والصعود الطارئ.

يوجد أيضًا معدل شحن C. تدعم البطاريات ذات معدل الشحن العالي الشحن الأسرع، على الرغم من أن معدل الشحن عادةً ما يكون أقل بكثير من معدل التفريغ.

من المهم جدًا عدم الخلط بين سعة البطارية ومعدل الشحن والتفريغ. تحدد السعة مدة الطيران النظرية، بينما يحدد معدل الشحن والتفريغ ما إذا كانت البطارية قادرة على توفير طاقة كافية. تعمل البطارية ذات السعة الكبيرة ومعدل الشحن والتفريغ المنخفض بشكل جيد في عمليات المسح الجوي الثابتة، ولكنها ستفتقر إلى قوة الدفع إذا تم تركيبها على طائرات بدون طيار ثقيلة أو طائرات سباق.

2. مخاطر اختيار معدل C الخاطئ

• انخفاض معدل التيار (C-rate) بشكل حاد : ينخفض ​​الجهد بشكل حاد تحت الأحمال الثقيلة، مما يتسبب في عدم كفاية الدفع وفقدان الارتفاع. يؤدي التشغيل المستمر بتيار عالٍ إلى توليد حرارة زائدة، مما يؤدي إلى انتفاخ المحرك، وتقصير عمره الافتراضي، أو مخاطر تتعلق بالسلامة.
• معدل تفريغ مرتفع بشكل غير ضروري : البطاريات المصممة لمعدلات تفريغ فائقة السرعة أغلى ثمناً وأثقل وزناً. ومع نفس السعة، فإنها تحمل كثافة طاقة أقل وتقلل من مدة الطيران، مما يُعدّ هدراً للميزانية في مهمات المسح طويلة الأمد.

لهذا السبب لا نكتفي بتوصية عملائنا ببطارية ذات أعلى معدل تفريغ (C). بل نختار البطارية المناسبة وفقًا لمواصفات هيكل الطائرة، ووزن الإقلاع، وظروف التشغيل الفعلية.

3. كيفية اختيار معدل تصريف مناسب

صيغة مرجعية:

معدل الشحن المستمر المطلوب ≈ الحد الأقصى للتيار المستمر للطائرة بدون طيار ÷ سعة البطارية (أمبير/ساعة)

مثال 1: تستهلك طائرة مسح خرائط صناعية حوالي 64 أمبير تيارًا مستمرًا عند الحمل الكامل. (باستخدام جويسون) بطارية شبه صلبة بسعة 16000 مللي أمبير (16 أمبير/ساعة): معدل الشحن المطلوب = 64 ÷ 16 = 4C. مع هامش أمان، تعتبر بطاريتنا شبه الصلبة القياسية 5C مثالية، ومناسبة تمامًا لعمليات المسح طويلة المدى، وفحص خطوط الأنابيب، والمسح الجوي.

المثال الثاني: بالنسبة لطائرات الفحص بدون طيار ذات المدى الطويل والديناميكية المنخفضة والتي تعمل بحمل مستمر أقل من 44 أمبير، خذ طائرة جويسون بطارية 22 أمبير/ساعة خالية من الأنود معدل الشحن المطلوب = 44 ÷ 22 = 2C. يوفر حدها الأعلى البالغ 3C هامشًا مريحًا، مما يوفر وقت طيران فائق بفضل كثافة الطاقة البالغة 600 واط/كجم.

مثال ثالث لرش المحاصيل: إذا كانت الطائرة بدون طيار تسحب ما يصل إلى 200 أمبير بشكل مستمر تحت الحمل الكامل، فاستخدم ما هو مدرج في قائمة جويسون. بطارية رش زراعية JS1155161 10000 مللي أمبير/ساعة (10 أمبير/ساعة): معدل الشحن المطلوب = 200 ÷ 10 = 20C. يوفر إصدارنا 25C هامش أمان كافيًا للإقلاع والرش الثقيلين.

دليل سريع للاختيار حسب حالة الاستخدام

• رسم الخرائط والتصوير الجوي الاحترافي: قوة وتحمل متوازنان. خذ على سبيل المثال جويسون بطارية شبه صلبة بسعة 16000 مللي أمبير، ومعدل شحن 5C يتميز بثبات حراري فائق وتحمل واسع لدرجات الحرارة للعمل الميداني.
• فحص بعيد المدى للغاية: إبحار مستقر في الغالب مع مناورات عدوانية نادرة. خذ على سبيل المثال جويسون بطارية 22 أمبير/ساعة خالية من الأنود لتحقيق أقصى مدة للرحلة.
• رش المحاصيل والطائرات بدون طيار الثقيلة: تيار لحظي عالٍ أثناء الإقلاع والرش. خذ على سبيل المثال بطارية LCO عالية القدرة من Joysun ذات تصنيف مستمر 25C.JS1155161 .
• طائرات السباق والاستعراض الحر بدون طيار بتقنية FPV: يتطلب التسارع المتكرر والانعطافات الحادة قوة دفع عالية. خذ على سبيل المثال طائرات Joysun بطاريات طائرات بدون طيار عالية الأداء بتقنية FPV والتي توفر استجابة سريعة للخانق من أجل طيران تنافسي.
• العمليات في المرتفعات العالية ودرجات الحرارة المنخفضة : تؤدي البيئات الباردة إلى انخفاض أداء التفريغ. خذ على سبيل المثال شركة جويسون بطارية شبه صلبة بسعة 16000 مللي أمبير ; يحافظ أداؤه الممتاز في نطاق درجات الحرارة الواسعة على إنتاج طاقة مستقر في ظروف البرد القارس والظروف الجبلية.