Die Drohnentechnologie hat seit ihrer ersten Einführung für den nicht-militärischen Gebrauch im Jahr 2010 einen langen Weg zurückgelegt und ist im Laufe der Jahre leichter, schneller und kompakter geworden. Verbesserungen in der Batterietechnologie und Batterieprüfgeräte hat wesentlich zum Fortschritt bei Drohnen beigetragen, da kleinere Batterien mit höherer Volumen- und Energiedichte Drohnen weiter tragen können als bisher.
Batterien als Einschränkung
Kapazität, Sicherheit und Lebensdauer der Batterien sind alles Faktoren, die die Entwicklung schnellerer und effizienterer Drohnen einschränken. Beim gegenwärtigen Stand der Batterietechnologie sind Batterien mit hoher Kapazität groß und schwer, was das Potenzial tragbarer und mobiler Geräte einschränkt, da schwerere Lasten eine größere Energiemenge benötigen, um transportiert zu werden. Die meisten kommerziellen Drohnen fliegen durchschnittlich 10 Minuten lang, bevor sie ein oder zwei Stunden lang aufgeladen werden müssen. Die langlebigsten Drohnen haben eine Flugzeit von etwa 30 Minuten, aber der hohe Preis der Hochleistungsbatterien erhöht die Anschaffungskosten des Geräts, so dass diese Drohnen auch recht teuer sind.
Neueste Batterietechnologie
Forscher und Batteriechemiker arbeiten daran, die verschiedenen Beschränkungen von Batterien zu verbessern und zum Fortschritt von tragbaren Geräten beizutragen. Einige der Lösungen, an denen derzeit gearbeitet wird, zielen darauf ab, Folgendes zu finden alternative Materialien die verschiedene Komponenten der Batterie ersetzen könnten, um mehr Energie zu speichern und effektiver freizusetzen, sowie um die Wirkungsgrad und thermische Stabilität von Batterien. Dies könnte die Suche nach Ersatz für Anoden, Kathoden oder den flüssigen Elektrolyten in Batterien sein. Bessere, effizientere Materialien würden zu Batterien mit höherer Kapazität, längerer Lebensdauer und weniger entflammbaren Einheiten führen, wodurch tragbare Elektronik, Gadgets und Elektrofahrzeuge sind viel sicherer und zuverlässiger. Die Forschung und Entwicklung in diesem Bereich ist jedoch langsam und mühsam, und die meisten Forscher haben bisher festgestellt, dass die Verbesserung eines Elements zu einem Kompromiss bei einem anderen führt. Es muss ein empfindliches Gleichgewicht zwischen der Verbesserung der Technologie und der Gewährleistung der Sicherheit und Effizienz der neuen Batterien und Produkte bestehen.
Die Vorteile von Batterietests und verbesserten Batterietestgeräten
Dies ist der Grund, warum verbesserte Batterietests und Batterieprüfgeräte kann dazu beitragen, das Gleichgewicht zwischen Sicherheit und Fortschritt zu wahren. Der Fortschritt bei den Prüfgeräten ermöglicht effizientere und präzisere Prüfungen, Messung der kleinsten Veränderungen in einer Batterie unter realen Testbedingungen. Da sich viele Faktoren wie Temperatur, Ladegeschwindigkeit, Entladetiefe, Ladezyklen usw. auf den Zustand der Batterien auswirken, ist es von entscheidender Bedeutung, diese Faktoren zu testen, um die Sicherheit und Langlebigkeit der Batterien zu gewährleisten und besser zu wissen, wie die Lebensdauer der Produkte verlängert und verbessert werden kann.
Bei der Prüfung einer Batterie werden in der Regel Ladezyklen über einen erheblichen Teil der erwarteten Lebensdauer der Batterie durchgeführt. Wenn eine Batterie beispielsweise eine Lebensdauer von etwa 2 Jahren haben soll, würde die Prüfung mehrere Monate dauern und der Zustand der Batterie würde anhand der Prüfergebnisse prognostiziert. Da Batterien heute jedoch mehr als 10 Jahre halten müssen, ist der Entwicklungszyklus zu langsam, wenn man sie 2-3 Jahre lang testet. Daher, Batterieprüfgeräte muss in der Lage sein um kleinste Veränderungen in der Batterie frühzeitig zu erkennen in der Testphase, damit die Forscher Batterien und Materialien schnell vergleichen können. Drohnenbatterien müssen in der Lage sein, in kurzer Zeit eine große Energiemenge abzugeben, um zu starten und zu landen, und einen stabilen Energiefluss während des Fluges aufrechtzuerhalten. Bessere Batterietestgeräte ermöglichen es, die kleinsten Veränderungen innerhalb der Batterie während dieser Energieabgabe zu erkennen, so dass die Forscher besser wissen, was die Batterie beeinflusst und was geändert werden muss, um sie energieeffizienter zu machen. Die Batterietestgeräte von Arbin bieten die mit Abstand beste Messpräzision und ermöglichen es den Forschern, kleinste Veränderungen und Trends innerhalb der Batterie zu erkennen, die bei qualitativ minderwertigen Testgeräten im Messrauschen unentdeckt bleiben. Dies beschleunigt den Test- und Entwicklungsprozess, so dass batteriebetriebene Geräte wie Drohnen schneller verbessert werden können.
Auch die Sicherheit ist ein wichtiger Aspekt bei der Prüfung von Batterien. Es ist von entscheidender Bedeutung, die Temperatur während der Prüfung zu messen und zu kontrollieren, um einen Ausfall oder ein thermisches Durchgehen zu verhindern. Eine typische Temperaturkammer bietet einen einzigen großen Raum, um eine Reihe von Batterien bei derselben Temperatur in einem Durchgang zu testen. Wenn jedoch eine Batteriezelle ausfällt, könnte dies zu einem Kaskadenversagen führen oder andere Tests in derselben Kammer zunichte machen. Deshalb, Arbin hat das Mehrkammernsystem "MZTC" entwickelt. das Zellen oder Zellenpaare in einzelnen Minikammern isoliert, um eine größere Temperaturgleichmäßigkeit zu erreichen und die Zellen im Falle eines Ausfalls sicher voneinander zu trennen. Dies beschleunigt den Testprozess, stabilisiert die Tests und verringert die Risiken.
Wie Batterietests Drohnen helfen können, weiter zu fliegen
Damit Drohnen, andere tragbare Geräte und Elektrofahrzeuge besser und leichter zugänglich werden, muss die Batterietechnologie noch einen langen Weg zurücklegen. Mit besseren Batterietestgeräten kann der Forschungs- und Entwicklungsprozess jedoch mit größerer Auflösung, höherer Präzision und einer einheitlicheren Testumgebung verkürzt werden, so dass die Technologie zu neuen Höhenflügen ansetzen kann.
