引言:大多数无人机制造商在筛选新的电池供应商时,就像比较两款手机一样:容量、电压、重量,就完事了。这种方法忽略了真正决定电池在实际应用中性能以及供应商能否持续大规模供货的关键因素。一个合格的无人机电池供应商评估应该关注五个方面:电芯背后的材料体系、除容量之外的其他重要性能指标、合规文件是否与所购型号相符、供应商的定制化程度以及他们在不同无人机应用领域的过往业绩。
这一点比以往任何时候都更加重要。曾经只在单一机型上运行的无人机项目,如今已涵盖农业喷洒、测绘、巡检和应急响应等多种任务,而每种应用对电池的压力也各不相同。只为单一客户群提供单一类型电池的供应商,与能够适应多种客户群的供应商,在本质上是截然不同的合作伙伴。
主要议题
如今大多数无人机电池都来自锂聚合物电池供应商,他们提供的是标准锂聚合物电芯(LiPo),这并非没有道理:LiPo 电芯能够提供高放电率和稳定的平台电压,而这正是竞速和 FPV 无人机所依赖的。但对于需要长时间飞行、承载更大重量或在寒冷天气下运行的无人机而言,另一种材料体系正在逐渐普及:半固态无人机电池技术。
实际差异主要体现在重量和安全裕度上,而不仅仅是化学成分。容量与锂聚合物电池组相当的半固态电池通常重量轻三分之一左右,体积也更小,同时能量密度可达每公斤320至420瓦时,并且在低至零下40摄氏度左右的环境下仍能保持性能。正是由于这些优势,农业喷洒无人机和测绘无人机(两者都需要在多变的户外温度下长时间运行)越来越多地采用这种电池。
向供应商提出的问题不仅仅是他们的能量密度数值是多少,而是该数值适用于哪种材料体系,以及他们是否能够真正自主生产锂聚合物电池和半固态电池,或者其中一种是否外包生产。
容量指的是电池的续航时间,但它并不能说明电池在突发电流下的性能表现。而突发电流才是导致剧烈机动或有效载荷下降时电压骤降的真正原因。高放电率的锂聚合物电池,如果拥有稳定的平台电压,即使在负载峰值时也能保持稳定的输出,这对于飞行稳定性而言远比包装上印的毫安时数重要得多。
循环寿命是大多数供应商不愿精确给出的数据,因为它很大程度上取决于充电速率和工作温度。务必询问与特定充放电条件相关的循环寿命数据,而不是笼统的“长寿命”说法。低温性能同样值得关注:额定室温使用的电池在冰点以下会损失相当一部分可用容量,而农业和巡检无人机恰恰经常在低温环境下飞行。
表1:无人机电池选型材料体系比较
因素 | 标准脂溶脂 | 半固态 |
出院率 | 高功率,非常适合FPV和竞速 | 中等至高 |
能量密度 | 类别标准 | 每公斤320至420瓦时 |
低温 表现 | 温度明显降至0°C以下 | 稳定温度可达零下40摄氏度左右 |
体重 等容量 | 基线 | 轻了大约三分之一 |
所有空运锂电池都必须通过UN38.3测试,大多数信誉良好的供应商都会毫不犹豫地宣称他们的电池“已通过UN38.3认证”。然而,他们往往忽略了一个细节:存档的测试报告是否与您订购的电池型号、容量和配置完全一致,而不是与同一供应商提供的类似产品相符。一份未列出您具体型号的UN38.3认证无人机电池报告,在货运代理或海关看来都站不住脚。联合国示范规章关于危险品运输,锂电池的运输需要提供针对所运输电池设计的具体测试摘要,而不是针对一般产品线的测试摘要。
请在批量订购前按型号索取 MSDS 和 UN38.3 摘要,而不是在电池包装好准备发货后再索取。
合格的供应商应该能够根据您的具体无人机型号调整电池容量、电压和放电率,而不是要求您根据他们的标准电池组尺寸来设计电池。这正是普通电池销售商和真正制造商之间的差距所在。拥有自主电芯生产线的无人机电池制造商通常可以在正常的样品周期内完成这些调整,而从第三方采购的经销商往往只能提供现有库存尺寸的产品。久森 能源定制化无人机电池解决方案此页面是了解这种灵活性在实践中通常表现形式的有用参考点,包括每个自定义配置附带的认证文档。
一家供应商的电池产品已广泛应用于农业喷洒、摄影、测绘、消防和巡检无人机,这意味着该供应商的产品已在尚未涉足的市场中经受住了考验。每种应用对电池的要求都不尽相同。喷洒无人机需要频繁循环使用电池,且经常在多尘、高温环境下作业。测绘无人机需要在单次飞行中保持长时间稳定的续航能力。消防和巡检无人机则需要在极端高温或浓烟环境下保持稳定的输出功率。
浏览供应商的无人机电池产品系列通常比任何单一的规格参数更能说明产品的实际可靠性。
常见问题解答
锂聚合物电池具有更高的放电率,适合赛车和 FPV 应用,而半固态电池则牺牲了一些峰值放电率,换取了更轻的重量、更高的能量密度和更好的低温性能。
并非自动生成。测试报告需要列出您的具体型号、容量和配置,而不仅仅是供应商的总体产品线。
是的,对于自行生产电芯的供应商来说,容量、电压和放电速率通常都可以在标准采样周期内进行调整。
这取决于充电速率和工作温度,所以要询问与特定测试条件相关的循环寿命数据,而不是一般的说法。
在扩大批量订单之前,先在实际飞行条件下(包括极端温度)测试一小批样品。
结论
看似相同的无人机电池,一旦升空、装载货物并在实际温度环境下运行,其性能可能截然不同。值得建立长期合作关系的供应商,能够清晰地解释其材料体系,提供针对特定型号的性能数据文档,并根据您的机身调整电池配置,而不是反过来。久森 Energy 公司自主生产锂聚合物 (LiPo) 和半固态无人机电池,并根据定制配置提供 UN38.3 和 MSDS 文档。我们已为农业、测绘、巡检和应急响应无人机应用领域提供电池组。如果您正在寻找新的机身或正在评估现有供应商,我们很乐意与您一起探讨适合您需求的规格。