Come gestire e mantenere le batterie allo stato solido sui droni?

Il mercato si sta rapidamente allontanando dai tradizionali sistemi di batterie LiPo e agli ioni di litio poiché gli UAV commerciali, industriali e di livello aziendale richiedono maggiore resistenza, maggiore sicurezza, più ampia tolleranza alla temperatura e maggiore affidabilità.

Batterie allo stato solidocome risultato di questo cambiamento, i droni hanno guadagnato l’attenzione come la prossima generazione di sistemi di alimentazione aerea ad alte prestazioni.

Rispetto ai prodotti chimici convenzionali, le batterie allo stato solido offrono una maggiore densità di energia, un ciclo di vita più lungo e una migliore stabilità termica.

Ma senza una gestione, un monitoraggio e una manutenzione adeguati, anche la batteria allo stato solido più sofisticata non può funzionare al meglio.

La durata prevista della batteria, o il guasto precoce, è determinata da una serie di fattori, tra cui la temperatura, il metodo di ricarica, i modelli di scarica, le condizioni di conservazione e, soprattutto, un avanzato sistema di gestione della batteria (BMS).

Cosa sono le batterie dei droni a stato solido?

Batterie per droni a stato solidosono sofisticate batterie a base di litio che utilizzano elettroliti solidi come solfuro, ossido o materiali polimerici al posto del convenzionale elettrolita liquido o gel.

Questo elettrolita solido rende possibile un impaccamento più stretto delle celle, che riduce anche il rischio di instabilità termica e arresta le perdite interne.

Le caratteristiche chiave includono:

Maggiore densità di energia – spesso potenziali maggiori del 30-50% rispetto ai moderni sistemi ad elettrolita liquido.

Eccellente stabilità termica: maggiore sicurezza e prestazioni in condizioni di caldo o freddo estremi.

Ciclo di vita più lungo: molti progetti possono superare i 1.000 cicli con un minore decadimento della capacità.

Rischio di incendio ridotto: l'assenza di elettrolita liquido infiammabile migliora significativamente la sicurezza operativa dell'UAV.

Queste qualità rendono le batterie allo stato solido sui droni ideali per piattaforme aeree ad alta richiesta, come droni per consegne, sistemi di risposta alle emergenze e droni per ispezione a lunga durata.

Quali tipi di batterie per droni esistono oggi?

Il confronto tra i vari tipi di batterie è essenziale per comprendere l’importanza della tecnologia a stato solido.

1. Batterie LiPo (polimeri di litio).

Elevato tasso di scarico

Leggero

Ampiamente usato nei droni per hobby e di consumo

Svantaggi: rigonfiamento, rischio di incendio, ciclo di vita più breve

2. Batterie agli ioni di litio (cilindriche/a custodia).

Densità di energia maggiore rispetto alle LiPo

Migliore longevità

Svantaggi: velocità di scarico inferiori, rischio di fuga termica

3. Batterie allo stato solido

Massima densità di energia potenziale

Ciclo di vita lungo

Stabilità e sicurezza superiori

Costo attualmente più elevato ma in rapida diminuzione

Le batterie allo stato solido sui droni offrono la migliore combinazione di durata, sicurezza e convenienza a lungo termine tra queste scelte, in particolare per le operazioni di aviazione d’affari.

Perché abbiamo bisogno delle batterie per droni a stato solido?

L’industria dei droni beneficia della tecnologia LiPo e agli ioni di litio da più di dieci anni, ma man mano che le attività degli UAV diventano più complesse, i loro limiti sono diventati più evidenti.

1. Tempo di volo limitato

Lunghi tempi di volo non possono essere supportati dalle batterie ad elettrolita liquido senza aggiungere peso e volume.

2. Rischi per la sicurezza

Per i pacchi LiPo, rigonfiamenti, forature, incendi e instabilità termica continuano a rappresentare rischi seri.

3. Durata della vita breve

Le batterie LiPo si degradano notevolmente dopo 150-300 cicli, aumentando i costi operativi.

4. Sensibilità alla temperatura

Il freddo estremo riduce la capacità; il caldo estremo accelera il degrado.

5. Velocità di ricarica lente per i droni Endurance

Le celle LiPo/Li-ion si riscaldano rapidamente durante la ricarica rapida, il che rappresenta un problema per i droni industriali.

Tutte e cinque le restrizioni sono affrontate dalla tecnologia a stato solido, consentendo ai piloti UAV di testare in sicurezza i limiti delle prestazioni.