هناك العديد من أنواع البطاريات في السوق، وقد اجتذب كل نوع من البطاريات الكثير من الاهتمام بسبب خصائصه المختلفة ومجالات التطبيق. بالنسبة لجهاز أكثر تطلبًا مثل الطائرة بدون طيار، يعد اختيار البطارية المناسبة أمرًا مهمًا بشكل خاص.
حاليًا، تشمل أنواع البطاريات الشائعة في السوق بشكل أساسي بطاريات الليثيوم وبطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات هيدريد معدن النيكل. أصبحت بطاريات الليثيوم نوع البطارية المفضل للطائرات بدون طيار بسبب مزاياها العديدة.
- بطارية الليثيوم أصبحت بطاريات الليثيوم، بكثافة طاقتها العالية، وعمرها الطويل، ووزنها المنخفض نسبيًا، البطارية المفضلة للطائرات بدون طيار. تعني كثافة الطاقة العالية أن بطاريات الليثيوم تتمتع بقدرة أكبر بنفس الحجم أو الوزن، وهو أمر مهم بشكل خاص للطائرات بدون طيار التي تحتاج إلى الطيران لفترات طويلة. يؤثر وزن البطارية بشكل مباشر على أداء الطائرة بدون طيار. إن خاصية بطاريات الليثيوم خفيفة الوزن تجعلها مناسبة لمختلف أنواع الطائرات بدون طيار، بما في ذلك الطائرات بدون طيار خفيفة الوزن التي تتطلب قدرة عالية على المناورة والتحمل الطويل.
بطارية الرصاص الحمضية باعتبارها نوعًا تقليديًا من البطاريات، فإن بطاريات الرصاص الحمضية، على الرغم من أنها تتمتع بكثافة طاقة أقل وأوقات شحن أطول، لا تزال تحتل مكانًا في بعض تطبيقات الطائرات بدون طيار نظرًا لانتاج الطاقة المستقر والمتين والتكلفة المنخفضة. هذه الطائرات بدون طيار عادة لا تعطي الأولوية لوقت الرحلة والتصميم خفيف الوزن ولكنها تؤكد على إمدادات الطاقة المستقرة والتكلفة المنخفضة. كثافة الطاقة المنخفضة لبطاريات الرصاص الحمضية تعني أنها تخزن طاقة أقل بنفس الحجم أو الوزن، مما يجعلها غير مناسبة للطائرات بدون طيار التي تتطلب وزنًا خفيفًا وقدرة تحمل طويلة.
بطارية هيدريد النيكل والمعدن (NiMH) تتمتع بطاريات NiMH بكثافة طاقة عالية نسبيًا وعمر طويل. على الرغم من أن كثافة الطاقة الخاصة بها ليست عالية مثل بطاريات الليثيوم، إلا أنها أفضل مقارنة ببطاريات الرصاص الحمضية، وبالتالي لها قيمة في تطبيقات محددة. إن وقت الشحن الأطول وانخفاض كفاءة الشحن، إلى جانب حجمها ووزنها الأكبر، يجعل بطاريات NiMH مناسبة بشكل أساسي لبعض الطائرات بدون طيار الصغيرة والمتناهية الصغر حيث لا تكون متطلبات وقت الشحن والوزن عالية.
هل تستخدم الطائرات بدون طيار بطاريات الليثيوم أيون؟
في الوقت الحاضر، تستخدم الطائرات بدون طيار في الغالب بطاريات الليثيوم لأنها تتمتع بمزايا متعددة: كثافة طاقة عالية، وعمر طويل، ووزن منخفض نسبيًا. تنقسم بطاريات الليثيوم إلى الأنواع التالية:
بطارية ليثيوم بوليمر تستخدم بطاريات الليثيوم بوليمر على نطاق واسع في مجال الطائرات بدون طيار. ومن السمات المهمة لهذه البطاريات هي كثافة الطاقة العالية، مما يعني أن بطاريات الليثيوم بوليمر يمكن أن تتمتع بسعة أكبر بنفس الوزن، وبالتالي زيادة قدرة الطائرة على التحمل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تصميم هذه البطاريات بمرونة في الشكل، مما يجعلها أكثر ملاءمة للطائرات بدون طيار المخصصة، مما يسمح بتخصيص شكل وحجم البطارية وفقًا لنماذج واستخدامات مختلفة للطائرة بدون طيار. ميزة أخرى لبطاريات الليثيوم بوليمر هي معدل التفريغ العالي، والذي يمكن أن يحسن بشكل كبير أداء واستجابة الطائرات بدون طيار أثناء الإقلاع أو التسارع أو غيرها من العمليات التي تتطلب طاقة عالية فورية.
بطارية ليثيوم أيون تُعرف بطاريات الليثيوم أيون بسلامتها واستقرارها الممتازين، مما يجعلها خيارًا مثاليًا للطائرات بدون طيار التي تحتاج إلى تشغيل مستقر على المدى الطويل. علاوة على ذلك، تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بدورة حياة أطول، مما يسمح بمزيد من دورات الشحن والتفريغ دون تدهور كبير، وهو أمر مهم بشكل خاص للطائرات بدون طيار التي يتم استخدامها بشكل متكرر.
تعد كل من بطاريات الليثيوم بوليمر والليثيوم أيون من الخيارات الشائعة، فكيف يتم اختيار النوع المناسب من بطارية الليثيوم؟ يمكننا النظر في الجوانب التالية لاختيار بطارية الطائرة بدون طيار المناسبة.
كيف تختار النوع المناسب من بطارية الليثيوم؟
الوزن بنفس السعة، تكون بطاريات الليثيوم بوليمر أخف من بطاريات الليثيوم أيون، نظرًا لكثافة طاقتها العالية. بالنسبة للطائرات بدون طيار التي تحتاج إلى تصميم خفيف الوزن، فإن تقليل الوزن يمكن أن يزيد بشكل فعال من وقت الرحلة والأداء، مما يجعله أمرًا بالغ الأهمية.
الكفاءة بالمقارنة مع بطاريات الليثيوم أيون، فإن بطاريات الليثيوم بوليمر تفرغ بشكل أسرع وتتمتع بقدرة أقوى على إخراج التيار، وهو أمر مفيد جدًا للطائرات بدون طيار التي تحتاج إلى تسارع سريع. ولذلك، بالنسبة للأجهزة التي تتطلب إنتاج طاقة عالية، تكون بطاريات الليثيوم بوليمر أكثر ملاءمة. ومع ذلك، في ظل الحمل الثقيل، قد تتعرض بطاريات الليثيوم بوليمر لانخفاض الجهد، مما يقلل من قدرتها.
السلامة بين هذين النوعين من بطاريات الليثيوم، تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بمستوى أمان أعلى. أثناء التشغيل والشحن، تكون بطاريات الليثيوم بوليمر، إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح، أكثر عرضة للتورم وارتفاع درجة الحرارة ومخاطر الحريق، في حين أن بطاريات الليثيوم أيون لديها تدابير أمان أعلى، مما يجعل الهروب الحراري أقل احتمالا.
دورة الحياة تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بدورة حياة أطول مقارنة ببطاريات الليثيوم بوليمر، مما يجعلها أكثر ملاءمة للمتانة العالية والاستخدام طويل المدى، حيث يمكنها تحمل المزيد من دورات الشحن والتفريغ.
لذلك، إذا كان الوزن الخفيف ومعدل التفريغ أكثر أهمية، كما هو الحال بالنسبة لمعظم الطائرات بدون طيار الاستهلاكية والمهنية، فإن بطاريات الليثيوم بوليمر هي الخيار الأفضل. إذا كانت السلامة والاستخدام على المدى الطويل هي الاعتبارات الأساسية، كما هو الحال بالنسبة لبعض التطبيقات الخاصة أو السيناريوهات التي تتطلب عمرًا أطول للبطارية وسلامتها، فإن بطاريات الليثيوم أيون ستكون خيارًا أفضل.
