Lượt xem: 0 Tác giả: Nhóm nội dung kỹ thuật pin ZERNE Thời gian xuất bản: 2026-08-03 Nguồn gốc: Địa điểm
Thời gian chạy pin của máy bay không người lái là một trong những câu hỏi đầu tiên được người mua máy bay không người lái, kỹ sư và nhóm sản phẩm đặt ra. Tuy nhiên, câu trả lời không thể được xác định chỉ bằng dung lượng pin được in trên nhãn. Pin 5.000 mAh có thể cung cấp thời gian bay rất khác nhau tùy thuộc vào hệ thống điện áp của máy bay không người lái, hiệu suất động cơ, tải trọng, nhu cầu xả và môi trường hoạt động.
Loại pin tương tự cũng có thể hoạt động khác nhau trên máy bay không người lái FPV, máy bay không người lái lập bản đồ, máy bay không người lái nông nghiệp hoặc nền tảng kiểm tra công nghiệp. Việc hiểu được mối quan hệ giữa công suất, điện áp, định mức C và mức tiêu thụ điện năng giúp các đội ước tính thời gian bay chính xác hơn và chọn được bộ pin phù hợp với hệ thống đẩy hoàn chỉnh.
Hướng dẫn này giải thích cách tính thời gian bay của pin máy bay không người lái, tại sao thời gian chạy thực tế khác với thời gian chạy lý thuyết và những gì người mua OEM nên cung cấp khi phát triển pin tùy chỉnh. Để biết thông tin cấu hình điện liên quan, hãy xem hướng dẫn điện áp pin drone và So sánh pin LiPo 3S, 4S và 6S.
Pin của máy bay không người lái kéo dài bao lâu tùy thuộc vào dung lượng sử dụng của pin, điện áp, dòng điện trung bình, tải trọng, điều kiện bay và tình trạng pin. Máy bay không người lái dành cho người tiêu dùng nhỏ hoặc máy bay không người lái FPV có thể bay trong khoảng 5–20 phút mỗi lần sạc, trong khi máy bay không người lái công nghiệp lớn hơn với pin dung lượng cao có thể đạt được thời gian bay dài hơn. Tuy nhiên, không có thời gian chạy duy nhất áp dụng cho mọi máy bay không người lái.
Để có ước tính thực tế, hãy chia dung lượng sử dụng được của pin tính bằng amp-giờ cho mức tiêu thụ dòng điện trung bình của máy bay không người lái, sau đó chuyển đổi kết quả thành phút:
Thời gian bay dự kiến (phút) ≈ công suất sử dụng (Ah) `dòng điện trung bình (A) × 60
Kết quả sẽ bao gồm dự trữ an toàn. Thời gian bay thực tế thường ngắn hơn so với tính toán lý thuyết vì máy bay không người lái tiêu thụ lượng điện năng khác nhau trong quá trình cất cánh, bay lơ lửng, leo dốc, mang trọng tải và bay trong gió.
Cụm từ 'pin của máy bay không người lái dùng được bao lâu' có thể đề cập đến hai câu hỏi khác nhau:
Thời gian bay: Máy bay không người lái có thể bay trong một lần sạc trong bao lâu.
Tuổi thọ sử dụng: Pin có thể hoàn thành bao nhiêu chu kỳ sạc và xả trước khi dung lượng hoặc hiệu suất năng lượng của pin giảm đáng kể.
Bài viết này tập trung chủ yếu vào thời gian bay, đồng thời giải thích các yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin. Đối với một dự án OEM, cả hai phép đo đều quan trọng. Pin có thời gian bay lần đầu dài nhưng mất dung lượng nhanh chóng có thể tạo ra chi phí bảo trì cao hơn và trải nghiệm người dùng không nhất quán.
Dung lượng cho biết lượng điện mà pin có thể lưu trữ. Pin máy bay không người lái thường được dán nhãn tính bằng milliamp-giờ (mAh). Để sử dụng công thức thời gian bay, hãy chuyển đổi mAh thành amp-giờ:
1.000 mAh = 1 Ah
Ví dụ: pin 5.000 mAh có dung lượng danh nghĩa là 5 Ah. Pin dung lượng cao hơn thường có thể mang lại thời gian bay dài hơn, nhưng dung lượng riêng không quyết định thời gian chạy. Pin lớn hơn cũng có thể tăng thêm trọng lượng, làm tăng sức mạnh cần thiết để di chuyển và di chuyển.
Vì lý do này, các nhà thiết kế máy bay không người lái nên đánh giá công suất cùng với khối lượng pin, kích thước, điện áp và nhu cầu năng lượng trung bình của máy bay không người lái.
Hóa học của pin cũng ảnh hưởng đến sự cân bằng giữa năng lượng, công suất, trọng lượng và vòng đời. Để lựa chọn cấp độ hóa học, hãy so sánh Đặc điểm pin của máy bay không người lái LiPo và Li-ion thay vì chỉ chọn gói theo mAh.
Điện áp ảnh hưởng đến năng lượng điện có sẵn cho máy bay không người lái. Pin máy bay không người lái LiPo thường được mô tả bằng số lượng tế bào được kết nối nối tiếp:
Cấu hình |
Điện áp danh định |
Điện áp sạc đầy gần đúng |
|---|---|---|
3S |
11,1 V |
12,6 V |
4S |
14,8 V |
16,8 V |
6S |
22,2 V |
25,2 V |
Các giá trị này dựa trên điện áp danh nghĩa của pin khoảng 3,7 V và điện áp sạc đầy khoảng 4,2 V trên mỗi pin. Các yêu cầu về động cơ, bộ điều khiển tốc độ điện tử (ESC), hệ thống điện và quản lý pin của máy bay không người lái đều phải tương thích với điện áp đã chọn.
Hệ thống điện áp cao hơn có thể cung cấp năng lượng cần thiết với dòng điện thấp hơn, nhưng nó không tự động là giải pháp lâu dài hơn. Thời gian bay vẫn phụ thuộc vào số giờ của pin và mức tiêu thụ điện năng trung bình của máy bay không người lái.
Nếu bạn đang chọn giữa 3S, 4S và 6S cho một hệ thống đẩy cụ thể, hãy sử dụng các định nghĩa điện áp trong phần này cùng với các yêu cầu cấu hình của động cơ, ESC và hệ thống chân vịt. Hướng dẫn điện áp giải thích các con số; bài viết so sánh tập trung vào các quyết định cấu hình.
Máy bay không người lái không tiêu thụ cùng một lượng dòng điện trong suốt chuyến bay. Những thay đổi rút thăm hiện tại trong thời gian:
Cất cánh và tăng tốc
Di chuột
Leo núi
Chuyến bay chuyển tiếp
Mang theo máy ảnh hoặc tải trọng khác
Bay ngược gió
Vận động tốc độ cao
Do đó, dung lượng định mức của pin phải được so sánh với mức tiêu thụ dòng điện trung bình , không chỉ dòng điện tối đa được hiển thị trong thông số kỹ thuật của động cơ hoặc ESC.
Bạn có thể ước tính năng lượng tính bằng watt-giờ bằng công thức sau:
Năng lượng danh định (Wh) = điện áp danh định (V) × công suất (Ah)
Ví dụ: pin danh nghĩa 14,8 V, 5 Ah có năng lượng danh nghĩa khoảng 74 Wh. Nếu máy bay không người lái tiêu thụ trung bình 300 W thì thời gian chạy lý thuyết là:
74 Wh 300 W = 0,247 giờ, tương đương khoảng 14,8 phút
Đây chỉ là tính toán minh họa, không đảm bảo về thời gian bay. Hệ số năng lượng hữu dụng và dự trữ cần được áp dụng trong vận hành thực tế.
Xếp hạng C mô tả tốc độ pin có thể cung cấp dòng điện so với dung lượng của nó. Điều này đặc biệt quan trọng khi máy bay không người lái yêu cầu dòng điện cao trong quá trình cất cánh, tăng tốc hoặc di chuyển nhanh.
Nếu pin không thể cung cấp dòng điện cần thiết, điện áp của nó có thể bị sụt giảm khi tải. Độ sụt điện áp quá mức có thể làm giảm lực đẩy, kích hoạt bảo vệ điện áp thấp hoặc khiến máy bay không người lái có cảm giác không ổn định. Pin có xếp hạng C cao hơn có thể duy trì điện áp tốt hơn trong ứng dụng có công suất cao, nhưng chỉ xếp hạng C cao hơn không đảm bảo thời gian bay lâu hơn.
Trong thực tế, pin phải được chọn cho cả hai:
Năng lượng: Tổng lượng năng lượng có sẵn cho chuyến bay.
Nguồn: Pin có thể cung cấp năng lượng đó nhanh đến mức nào mà không bị sụt điện áp hoặc quá nóng.
Đối với các ứng dụng máy bay không người lái hiện tại, hãy xem lại giải pháp pin có tốc độ xả cao và xác nhận gói hàng trong các điều kiện động cơ, ESC và tải trọng thực tế.
Để có giải thích chi tiết hơn về dòng điện liên tục và dòng điện nổ, xem phần hướng dẫn xếp hạng pin máy bay không người lái C. Bài viết đó tập trung vào khả năng phân phối dòng điện, trong khi hướng dẫn này tập trung vào ảnh hưởng của nhu cầu điện năng đến tổng thời gian bay.
Tải trọng là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến thời gian chạy pin của máy bay không người lái. Máy ảnh, gimbals, cảm biến LiDAR, thiết bị phân phối, mô-đun liên lạc và cấu trúc bảo vệ đều làm tăng tổng trọng lượng.
Khi trọng lượng tăng lên, động cơ phải tạo ra nhiều lực đẩy hơn để duy trì độ cao. Điều này làm tăng dòng điện rút ra và giảm thời gian bay. Pin có dung lượng lớn hơn có thể bù đắp cho nhu cầu năng lượng tăng thêm, nhưng bản thân pin cũng tăng thêm khối lượng.
Đối với máy bay không người lái công nghiệp, câu hỏi đúng không chỉ đơn giản là 'Pin lớn nhất phù hợp là gì?'
Loại pin nào cung cấp năng lượng và công suất cần thiết mà không tăng thêm trọng lượng so với mức mà hệ thống động cơ đẩy có thể mang theo một cách hiệu quả?
Nhiệt độ thay đổi hiệu suất pin và nhu cầu năng lượng của máy bay không người lái.
Trong điều kiện lạnh, điện trở trong của pin thường tăng lên. Pin có thể cung cấp ít năng lượng sử dụng hơn và độ sụt điện áp có thể trở nên rõ ràng hơn. Trong điều kiện nóng, dòng điện cao, thông gió kém và ánh nắng trực tiếp có thể làm tăng nhiệt độ tế bào và đẩy nhanh quá trình thoái hóa.
Gió cũng ảnh hưởng đến thời gian chạy. Bay ngược chiều gió mạnh cần nhiều năng lượng hơn, trong khi bay lơ lửng trong không khí không ổn định có thể tạo ra thêm nhu cầu dòng điện. Đối với các ứng dụng tiếp xúc với môi trường lạnh, hãy xem lại Giải pháp pin LiPo nhiệt độ thấp của ZERNE . Các ứng dụng nhiệt độ cao có thể yêu cầu lựa chọn tế bào, cấu trúc gói và chiến lược quản lý nhiệt khác nhau.
Để biết các cân nhắc về thiết kế chi tiết trong điều kiện vận hành nóng và lạnh, hãy xem phần hướng dẫn quản lý nhiệt độ pin drone . Bài viết này coi nhiệt độ là một yếu tố thời gian chạy; hướng dẫn quản lý nhiệt tập trung vào các phương pháp kiểm soát, xác nhận và thiết kế bao bì.
Pin mới và pin cũ có cùng nhãn có thể không cung cấp thời gian chạy giống nhau. Công suất và hiệu suất năng lượng có thể giảm do:
Xả sâu lặp đi lặp lại
Nhiệt độ hoạt động cao
Sạc hoặc bảo quản ở trạng thái sạc không phù hợp
Sạc đầy trong thời gian dài
Nhu cầu hiện tại quá mức
Mất cân bằng tế bào
Thiệt hại cơ học hoặc sưng tấy
Tình trạng pin phải được đánh giá thông qua kiểm tra dung lượng, tính nhất quán của điện áp, điện trở trong và kiểm tra vật lý. Pin trở nên nóng, phồng lên hoặc hư hỏng bất thường phải được ngừng sử dụng theo các yêu cầu hiện hành về an toàn và thải bỏ.
Sử dụng phương pháp này khi biết dòng điện trung bình của máy bay không người lái:
Thời gian bay (phút) ≈ dung lượng pin (Ah) ÷ dòng điện trung bình (A) × 60 × hệ số năng lượng sử dụng được
Hệ số năng lượng có thể sử dụng chiếm lượng dự trữ sẽ còn lại trong pin. Để ước tính minh họa, hệ số 0,8 có nghĩa là 80% công suất danh nghĩa được coi là sẵn có cho chuyến bay bình thường. Giá trị chính xác phụ thuộc vào thành phần hóa học của pin, thiết kế bao bì, điều kiện hoạt động và chiến lược cắt giảm của nhà sản xuất máy bay không người lái.
Sử dụng phương pháp này khi biết mức tiêu thụ điện năng trung bình của máy bay không người lái:
Thời gian bay (giờ) ≈ năng lượng pin (Wh) Công suất trung bình (W) × hệ số năng lượng sử dụng được
Phương pháp này rất hữu ích cho máy bay không người lái công nghiệp vì tải trọng và chế độ bay thường được mô tả bằng watt thay vì ampe.
Các ví dụ sau đây cho thấy tại sao công suất và nhu cầu điện năng phải được xem xét cùng nhau:
Ví dụ về pin |
năng lượng danh nghĩa |
Công suất máy bay không người lái trung bình |
Thời gian lý thuyết |
Ví dụ ở mức 80% năng lượng có thể sử dụng |
|---|---|---|---|---|
3S, 5A |
55,5 Wh |
250W |
13,3 phút |
10,6 phút |
4S, 5A |
74 giờ |
300 W |
14,8 phút |
11,8 phút |
6S, 10 À |
222 cái gì |
800 W |
16,7 phút |
13,3 phút |
Đây chỉ là những ví dụ đơn giản. Chúng không thể hiện hiệu suất được đảm bảo cho một mẫu máy bay không người lái, động cơ, cánh quạt, tải trọng hoặc pin cụ thể.
Xếp hạng mAh cao hơn không phải lúc nào cũng là lựa chọn tốt nhất. So sánh dung lượng bổ sung với khối lượng pin tăng thêm và sự thay đổi về dòng điện.
Sử dụng dải điện áp được chỉ định cho động cơ, ESC và bộ điều khiển chuyến bay. Điện áp không tương thích có thể làm hỏng thiết bị điện tử hoặc tạo ra điều kiện hoạt động không an toàn.
Đối với chuyến bay công suất cao, gói phải hỗ trợ dòng điện cực đại và liên tục cần thiết. Việc xác định không đúng định mức C có thể gây ra hiện tượng sụt áp và nóng. Việc xác định quá mức có thể làm tăng thêm chi phí hoặc sức nặng mà không mang lại lợi ích thiết thực.
Xem lại trọng lượng của khung, hệ thống dây điện, đầu nối, hệ thống camera, càng đáp và các bộ phận bảo vệ. Việc cắt giảm nhỏ ở một số thành phần có thể cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng.
Giữ pin trong phạm vi hoạt động được khuyến nghị, cho phép luồng không khí thích hợp ở nơi thích hợp và tránh sạc pin nóng hoặc lạnh ngoài hướng dẫn của nhà sản xuất.
Tính toán trên băng ghế rất hữu ích cho việc sàng lọc thiết kế, nhưng việc xác nhận cuối cùng phải sử dụng máy bay không người lái, cánh quạt, động cơ, ESC, tải trọng và hồ sơ chuyến bay thực tế. Ghi lại dòng điện, điện áp, nhiệt độ và thời gian bay trong quá trình thử nghiệm.
Khi yêu cầu pin máy bay không người lái tùy chỉnh, hãy cung cấp nhiều hơn mức mAh mong muốn. Một nhà sản xuất pin thường cần:
Yêu cầu điện áp danh định và tối đa
Công suất hoặc thời gian bay mục tiêu
Dòng điện liên tục và cực đại
Thông tin động cơ và ESC
Kích thước và trọng lượng pin tối đa
Yêu cầu về đầu nối và cáp
Số lượng và loại tế bào
Tải trọng và hồ sơ chuyến bay
Phạm vi nhiệt độ hoạt động
Phương pháp sạc và yêu cầu bảo vệ
Chứng nhận mục tiêu và thị trường vận chuyển
của ZERNE dịch vụ pin tùy chỉnh có thể được sử dụng để thảo luận về kích thước gói, yêu cầu về điện, đầu nối, thành phần bảo vệ và điều kiện ứng dụng trước khi xác nhận nguyên mẫu.
Đối với FPV và các ứng dụng công nghiệp, giải pháp pin cũng phải phù hợp với trường hợp sử dụng cụ thể. ZERNE cung cấp Giải pháp pin máy bay không người lái FPV và giải pháp pin máy bay không người lái công nghiệp nhỏ , có thể được đánh giá theo yêu cầu về sức mạnh, tải trọng và môi trường của máy bay không người lái.
Nhiều máy bay không người lái tiêu dùng nhỏ và máy bay không người lái FPV hoạt động trong khoảng 5–20 phút mỗi lần sạc, trong khi các hệ thống công nghiệp lớn hơn có thể đạt được thời gian chạy dài hơn hoặc ngắn hơn tùy thuộc vào tải trọng, năng lượng pin, hiệu suất đẩy và thời tiết. Dữ liệu thử nghiệm chuyến bay của nhà sản xuất máy bay không người lái đáng tin cậy hơn phạm vi thời gian chung.
Không. Pin dung lượng cao hơn sẽ lưu trữ nhiều năng lượng hơn nhưng cũng thường nặng hơn. Trọng lượng tăng thêm có thể làm tăng mức tiêu thụ hiện tại và giảm lợi ích mong đợi. Năng lượng pin phải được đánh giá cùng với khối lượng gói và nhu cầu năng lượng của máy bay không người lái.
Không nhất thiết phải như vậy. Xếp hạng C chủ yếu biểu thị khả năng phân phối dòng điện. Xếp hạng C cao hơn có thể giúp máy bay không người lái công suất cao giảm hiện tượng sụt áp, nhưng nó không tự động tăng tổng năng lượng hoặc thời gian bay.
Không tự động. Hệ thống 6S hoạt động ở điện áp cao hơn, nhưng thời gian bay phụ thuộc vào tổng số watt-giờ, mức tiêu thụ điện năng trung bình, khối lượng pin và hiệu suất của hệ thống động cơ đẩy. Động cơ, ESC và hệ thống cánh quạt phải được thiết kế phù hợp với điện áp đã chọn.
Lão hóa pin có thể làm giảm dung lượng sử dụng và tăng điện trở trong. Pin có thể đạt đến giới hạn điện áp thấp của máy bay không người lái sớm hơn, cung cấp ít năng lượng hơn khi tải hoặc tạo ra nhiều nhiệt hơn. Lưu trữ, nhiệt độ, thực hành sạc và độ sâu xả đều ảnh hưởng đến sự lão hóa.
Không. Pin bị phồng, rò rỉ, hư hỏng cơ học hoặc nóng bất thường phải được ngừng sử dụng. Không đâm thủng, tháo rời hoặc cố gắng sửa chữa nó. Tuân thủ các yêu cầu về xử lý, vận chuyển và tái chế pin tại địa phương.
Pin của máy bay không người lái dùng được bao lâu tùy thuộc vào hệ thống điện hoàn chỉnh chứ không chỉ công suất in trên nhãn. Công suất, điện áp, xếp hạng C, tải trọng, nhiệt độ, hành vi bay và tình trạng pin đều ảnh hưởng đến thời gian bay thực tế.
Để lựa chọn pin máy bay không người lái đáng tin cậy, hãy bắt đầu với hồ sơ chuyến bay cần thiết và nhu cầu năng lượng trung bình. Sau đó xác định các yêu cầu về điện áp, công suất, dòng điện, kích thước, trọng lượng, đầu nối và môi trường. Nhà sản xuất pin có thể sử dụng thông tin này để phát triển và xác nhận bộ pin OEM an toàn hơn, ổn định hơn.
Cần một loại pin phù hợp với yêu cầu về thời gian bay, tải trọng và năng lượng của máy bay không người lái của bạn? Liên hệ với ZERNE để đánh giá pin máy bay không người lái tùy chỉnh.
