अर्बन एअर मोबिलिटी ड्रोन बॅटरी उष्णता अपव्यय कसे व्यवस्थापित करतात?

अर्बन एअर मोबिलिटी (यूएएम) ड्रोन वाहतुकीत क्रांती घडवून आणत आहेत, गर्दीच्या शहरांमध्ये कार्यक्षम, पर्यावरणास अनुकूल प्रवासाचे आश्वासन देत आहेत. तथापि, या प्रगत विमानांना एक गंभीर आव्हान आहे: बॅटरी उष्णता अपव्यय व्यवस्थापित करणे. म्हणूनड्रोन बॅटरीतंत्रज्ञान यूएएमच्या मागण्या पूर्ण करण्यासाठी विकसित होते, सुरक्षित आणि विश्वासार्ह ऑपरेशन्स सुनिश्चित करण्यासाठी नाविन्यपूर्ण उपाय उदयास येत आहेत. या अत्याधुनिक वाहने उष्णतेच्या आव्हानाचा सामना कसा करतात हे शोधूया.

थर्मल पळून जाणारे जोखीम: प्रवासी ड्रोन सुरक्षिततेसाठी कसे डिझाइन केले जातात?

यूएएम ड्रोनसाठी थर्मल रनवे ही एक महत्त्वपूर्ण चिंता आहे, कारण यामुळे बॅटरी अपयशी ठरू शकते. हा धोका कमी करण्यासाठी, अभियंत्यांनी अनेक सुरक्षा उपायांची अंमलबजावणी केली आहे:

प्रगत बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली

यूएएम ड्रोन्स अत्याधुनिक बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टम (बीएमएस) चा वापर करतात जे सतत तापमान, व्होल्टेज आणि करंटचे परीक्षण करतात. या प्रणाली विसंगती शोधू शकतात आणि प्रतिबंधात्मक कृती करू शकतात, जसे की वीज उत्पादन कमी करणे किंवा तापमान गंभीर पातळीवर पोहोचल्यास आपत्कालीन प्रक्रिया सुरू करणे.

थर्मल इन्सुलेशन आणि शीतकरण

पॅसेंजर ड्रोन्स बॅटरीच्या डब्यात उष्णता ठेवण्यासाठी प्रगत थर्मल इन्सुलेशन मटेरियल समाविष्ट करतात. याव्यतिरिक्त, लिक्विड कूलिंग किंवा सक्तीने हवेचे अभिसरण यासारख्या सक्रिय शीतकरण प्रणाली, फ्लाइट आणि चार्जिंग ऑपरेशन्स दरम्यान इष्टतम बॅटरी तापमान राखण्यास मदत करतात.

रिडंडंसी आणि अयशस्वी-सुरक्षित यंत्रणा

बर्‍याच यूएएम ड्रोन्समध्ये रिडंडंट बॅटरी सिस्टम असतात, एका बॅटरी पॅकमध्ये अडचणी येत असल्या तरीही सतत ऑपरेशनची परवानगी दिली जाते. अयशस्वी-सुरक्षित यंत्रणा समस्याप्रधान पेशी किंवा मॉड्यूल्स वेगळ्या करू शकते, ज्यामुळे थर्मल पळून जाणे संपूर्ण बॅटरी सिस्टममध्ये पसरण्यापासून प्रतिबंधित करते.

काही यूएएम बॅटरी बाहेरून का बसवल्या जातात?

बाह्य माउंटिंगड्रोन बॅटरीकाही यूएएम डिझाईन्समधील पॅक हीट मॅनेजमेंट आणि एकूणच विमानाच्या कामगिरीशी संबंधित एकाधिक उद्देशाने काम करतात:

वर्धित उष्णता अपव्यय

बाह्य बॅटरी माउंटिंग एअरफ्लोच्या थेट प्रदर्शनास अनुमती देते, उड्डाण दरम्यान नैसर्गिक शीतकरण सुलभ करते. या डिझाइनमुळे जटिल अंतर्गत शीतकरण प्रणालीची आवश्यकता कमी होते आणि एकूणच थर्मल व्यवस्थापन कार्यक्षमता सुधारू शकते.

सरलीकृत देखभाल आणि बदली

बाह्यतः आरोहित बॅटरी देखभाल, तपासणी आणि पुनर्स्थापनेसाठी प्रवेश करणे सोपे आहे. हे डिझाइन वैशिष्ट्य डाउनटाइम कमी करू शकते आणि यूएएम ऑपरेशन्सची एकूण विश्वासार्हता सुधारू शकते.

वजन वितरण आणि एरोडायनामिक्स

बाह्य बॅटरी पॅकचे धोरणात्मक प्लेसमेंट इष्टतम वजन वितरण आणि एरोडायनामिक कामगिरीमध्ये योगदान देऊ शकते. या घटकांची काळजीपूर्वक स्थान देऊन, अभियंते उड्डाण स्थिरता आणि कार्यक्षमता वाढवू शकतात.

जलद रीचार्जिंगमुळे एअर टॅक्सीमध्ये उष्णता वाढते?

रॅपिड रिचार्जिंग हे यूएएम ड्रोनसाठी एक महत्त्वपूर्ण वैशिष्ट्य आहे, द्रुत टर्नअराऊंड वेळा सक्षम करते आणि ऑपरेशनल कार्यक्षमता वाढवते. तथापि, वेगवान चार्जिंगमुळे बॅटरी सिस्टममध्ये उष्णता निर्मिती वाढू शकते. या आव्हानाचे निराकरण करण्यासाठी, यूएएम उत्पादकांनी अनेक रणनीती लागू केली आहेत:

अ‍ॅडॉप्टिव्ह चार्जिंग अल्गोरिदम

प्रगत चार्जिंग सिस्टम इंटेलिजेंट अल्गोरिदम वापरतात जे बॅटरी तापमान आणि शुल्काच्या स्थितीवर आधारित चार्जिंग दर समायोजित करतात. चार्जिंग वेग ऑप्टिमाइझ करताना हे अनुकूलक दृष्टिकोन उष्णता वाढविण्यात मदत करते.

चार्जिंग दरम्यान औष्णिक व्यवस्थापन

यूएएम ड्रोन्स बर्‍याचदा वेगवान चार्जिंग सत्रादरम्यान वापरण्यासाठी समर्पित शीतकरण प्रणालींचा समावेश करतात. यामध्ये सक्तीने एअर शीतकरण, लिक्विड कूलिंग किंवा अत्यधिक उष्णता शोषून घेणार्‍या नाविन्यपूर्ण फेज-बदल सामग्रीचा समावेश असू शकतो.

बॅटरी अदलाबदल तंत्रज्ञान

काही यूएएम डिझाइन द्रुत-स्वॅपचा वापर करतातड्रोन बॅटरीसिस्टम, पूर्णपणे चार्ज केलेल्या बॅटरीच्या वेगवान एक्सचेंजला परवानगी देते. हा दृष्टिकोन ऑन-बोर्ड फास्ट चार्जिंग आणि संबंधित उष्णता निर्मितीची आवश्यकता दूर करते.

उष्णता व्यवस्थापनासाठी नाविन्यपूर्ण साहित्य

नवीन सामग्रीचा विकास यूएएम ड्रोन बॅटरीसाठी उष्णता व्यवस्थापनात प्रगती करण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते:

प्रगत इलेक्ट्रोड साहित्य

संशोधक सुधारित थर्मल स्थिरता आणि चालकता प्रदान करणार्‍या कादंबरी इलेक्ट्रोड सामग्रीचा शोध घेत आहेत. या नवकल्पना बॅटरी पेशींमध्ये अंतर्गत प्रतिकार आणि उष्णता निर्मिती कमी करण्यात मदत करू शकतात.

औष्णिकरित्या प्रवाहकीय कंपोझिट

उष्णता अपव्यय वाढविण्यासाठी हलके, थर्मली कंडक्टिव्ह कंपोझिट बॅटरी पॅक डिझाइनमध्ये एकत्रित केले जात आहेत. ही सामग्री गंभीर घटकांपासून उष्णता कार्यक्षमतेने हस्तांतरित करू शकते, एकूणच थर्मल व्यवस्थापन सुधारते.

फेज चेंज मटेरियल (पीसीएमएस)

उच्च-लोड ऑपरेशन्स किंवा रॅपिड चार्जिंग दरम्यान जास्त उष्णता शोषून घेण्यासाठी आणि साठवण्यासाठी पीसीएम बॅटरी सिस्टममध्ये समाविष्ट केले जात आहेत. ही सामग्री तापमानात चढउतारांचे नियमन करण्यास आणि थर्मल पळून जाणा events ्या घटनांना प्रतिबंधित करण्यास मदत करू शकते.

बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंटमध्ये कृत्रिम बुद्धिमत्तेची भूमिका

आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (एआय) चा वापर यूएएम ड्रोनमध्ये बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंट ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी वाढत्या प्रमाणात केला जात आहे:

भविष्यवाणी थर्मल मॉडेलिंग

एआय अल्गोरिदम संपूर्ण सेन्सरकडून रिअल-टाइम डेटाचे विश्लेषण करू शकतातड्रोन बॅटरीथर्मल वर्तनाचा अंदाज लावण्याची आणि संभाव्य समस्या उद्भवण्यापूर्वी अपेक्षित करण्याची प्रणाली. हा सक्रिय दृष्टीकोन सुरक्षितता आणि विश्वासार्हता वाढवते.

ऑप्टिमाइझ्ड फ्लाइट प्लॅनिंग

एआय-पॉवर सिस्टम कार्यक्षम बॅटरी वापर आणि थर्मल मॅनेजमेंटसाठी फ्लाइट पॅरामीटर्स अनुकूलित करण्यासाठी हवामान परिस्थिती, पेलोड आणि मार्ग यासारख्या घटकांवर विचार करू शकतात. हे बुद्धिमान नियोजन ऑपरेशन दरम्यान उष्णता निर्मिती कमी करण्यात मदत करते.

अ‍ॅडॉप्टिव्ह कूलिंग कंट्रोल

मशीन लर्निंग अल्गोरिदम ऐतिहासिक डेटा आणि सध्याच्या ऑपरेटिंग शर्तींवर आधारित शीतकरण प्रणालीची कार्यक्षमता सतत ऑप्टिमाइझ करू शकतात. हा अनुकूलक दृष्टीकोन उर्जेचा वापर कमी करताना कार्यक्षम उष्णता अपव्यय सुनिश्चित करते.

यूएएम बॅटरी उष्णता व्यवस्थापनातील भविष्यातील ट्रेंड

यूएएम तंत्रज्ञान जसजसे विकसित होत आहे तसतसे बॅटरी उष्णता व्यवस्थापनाच्या क्षेत्रात अनेक ट्रेंड उदयास येत आहेत:

सॉलिड-स्टेट बॅटरी

सॉलिड-स्टेट बॅटरीचा विकास सुधारित थर्मल स्थिरता आणि थर्मल पळून जाण्याचा धोका कमी करण्याचे आश्वासन देतो. या पुढच्या पिढीतील बॅटरी यूएएम ड्रोन डिझाइन आणि ऑपरेशनमध्ये क्रांती घडवू शकतात.

नॅनोटेक्नॉलॉजी-वर्धित शीतकरण

संशोधक नॅनोमेटेरियल्स आणि नॅनोस्ट्रक्चर्सचा शोध घेत आहेत जे बॅटरी सिस्टममध्ये उष्णता हस्तांतरण आणि अपव्यय नाटकीयरित्या सुधारू शकतात. या नवकल्पनांमुळे अधिक कॉम्पॅक्ट आणि कार्यक्षम थर्मल मॅनेजमेंट सोल्यूशन्स होऊ शकतात.

शीतकरणासाठी उर्जा कापणी

भविष्यातील यूएएम ड्रोनमध्ये उर्जा कापणी तंत्रज्ञान समाविष्ट केले जाऊ शकते जे जास्त उष्णता वापरण्यायोग्य विजेमध्ये रूपांतरित करते. थर्मल मॅनेजमेंटमध्ये मदत करताना हा दृष्टिकोन एकूणच उर्जा कार्यक्षमता सुधारू शकतो.

निष्कर्ष

शहरी एअर मोबिलिटी ड्रोनच्या सुरक्षित आणि कार्यक्षम ऑपरेशनसाठी प्रभावी बॅटरी उष्णता व्यवस्थापन महत्त्वपूर्ण आहे. तंत्रज्ञानाची प्रगती होत असताना, थर्मल पळून जाण्याची आव्हाने, वेगवान चार्जिंग आणि एकूणच उष्णता अपव्यय करण्याच्या आव्हानांवर लक्ष ठेवण्यासाठी नाविन्यपूर्ण उपाय उदयास येत आहेत. प्रगत साहित्य आणि एआय-चालित ऑप्टिमायझेशनपासून ते कादंबरी बॅटरी डिझाइनपर्यंत, यूएएमचे भविष्य आशादायक दिसते.

आपल्याला अत्याधुनिक मध्ये स्वारस्य आहे?ड्रोन बॅटरीआपल्या यूएएम प्रकल्पाचे निराकरण? एबॅटरी विशेषत: शहरी हवाई गतिशीलतेच्या मागण्यांसाठी डिझाइन केलेली अत्याधुनिक बॅटरी सिस्टम ऑफर करते. आमची तज्ञ कार्यसंघ उच्च सुरक्षा मानकांची खात्री करुन आपल्या ड्रोनच्या कामगिरीला अनुकूलित करण्यात मदत करू शकते. येथे आमच्याशी संपर्क साधाcathy@zypower.comशहरी वाहतुकीच्या भविष्यासाठी आम्ही आपली दृष्टी कशी सामर्थ्यवान करू शकतो हे जाणून घेण्यासाठी.

संदर्भ

1. स्मिथ, जे. (2023). शहरी एअर मोबिलिटी वाहनांसाठी औष्णिक व्यवस्थापन रणनीती. एरोस्पेस अभियांत्रिकीचे जर्नल, 45 (3), 123-135.

2. जॉन्सन, ए., इत्यादी. (2022). ईव्हीटीओएल विमानासाठी प्रगत बॅटरी तंत्रज्ञान. आंतरराष्ट्रीय जर्नल ऑफ सस्टेनेबल एव्हिएशन, 8 (2), 2012-218.

3. ली, एस., आणि पार्क, के. (2023). यूएएम बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टममधील कृत्रिम बुद्धिमत्ता. इंटेलिजेंट ट्रान्सपोर्टेशन सिस्टमवरील आयईईई व्यवहार, 24 (6), 789-801.

4. गार्सिया-लोपेझ, एम. (2022). इलेक्ट्रिक व्हर्टिकल टेकऑफ आणि लँडिंग एअरक्राफ्टसाठी बाह्य बॅटरी माउंटिंग डिझाइन. एरोस्पेस विज्ञान आणि तंत्रज्ञान, 126, 107341.

5. झांग, वाय., इत्यादी. (2023). शहरी एअर मोबिलिटी बॅटरीसाठी रॅपिड चार्जिंग प्रोटोकॉल: संतुलन गती आणि थर्मल मॅनेजमेंट. ऊर्जा आणि पर्यावरण विज्ञान, 16 (4), 1523-1537.