无锡汉和航空技术文档 No:TN-0210 为什么农药喷洒无人直升机的动力无法采用电池? 无锡汉和航空技术有限公司飞行部 2011/02/25 虽然汉和航空早已成功的研发出 20 公斤载荷农药喷洒无人电动版直升机 (见图片 与视频) 但这款飞机主要还是为农药研发和专业航拍等提供高附加值需求而研发的产 , 品,这是由于采用锂电池作为动力虽然可以省去很多汽油发动机带来的麻烦。但很遗 憾目前的电池技术,成本,充电,管理等原因还不能满足低附加值、大使用量的农村 农药喷洒需求,使用聚锂电池作为动力存在着以下问题: 1. 聚锂电池成本太高 电 池 造 价 高 , 10 公 斤 载 荷 能 力 的 农 药 喷 洒 无 人 直 升 机 一 组 电 池 的 价 格 大 约 3000-5000 元。聚锂电池循环寿命很不稳定,维护使用的好可能长一点,维护的不好 可能只有几十次。 2. 循环快速充电,寿命急剧缩短 目前在航模行业有可能做到 5C 大电流充电,但短时间的大电流充放电,势必会造 成聚锂电池的寿命急剧下降。 20-30 分钟的循环充放电电池的寿命可能只有正常寿命 的 1/10。对电池的损坏很大。因此一般厂家推荐充电方法是每天充放一次。 3. 无法场外进行充电 场外作业必须解决充电电源的问题。如果载荷 5 公斤农药喷洒电动无人直升机, 实际飞行时间大约是 7-8 分钟的为例: 采用 12S/4.2V/8000AH 的电池。电压:4.2*12=54V ,20 分钟充满的话就需要用 30A 的电流来充,所需功率 1500W。这就需要有一个燃油发电机来供电。并且这个发电机的 重量也不下 10-20 公斤。因为电池每次放电使用后内部的化学物质会急速升温,需要 经过数小时的自然冷却达到环境温度后才可以进行下一次充电。因此还需要准备 5-10 组电池才来得及循环飞行。 喷洒作业是一个移动的过程,也就是说在田间地头喷洒还需要搬运好几十公斤重 的发电机以及电池。很难想象一个 2 人喷洒小组携带 1-2 台 1500W 燃油发电机,一边 喷洒作业一边进行充电管理。 实际上在给飞机电池充电的同时也消耗了相当于飞行所需要的燃油,因为电池的 电力是从汽油转化来的。也就是做了 2 次能量转化,中间多了一道电池的储能、损耗 以及折旧。因此这种方式的动力成本大大增加。 这个例子还只是载荷 5 公斤农药的无人直升机。如果是载荷 10 公斤的话,这些数 据就都会放大 1 倍甚至更多。 2011 Copyright(C) Wuxi Hanhe Aviation Technology Co., Ltd All Rights Reserved. Page.1 无锡汉和航空技术文档 No:TN-0210 4.使用不方便 如果每天单次使用锂电池,每天作业 8 小时的话,至少需要携带 20-30 组电池。前 期电池,充电设备投资较大。每天晚上要安排专人负责充电。携带这么多聚锂电池场 外作业,无论是使用、搬运、维护都是非常不方便的,而且也具有很大的危险性,一 旦碰撞短路会引起剧烈的燃烧和爆炸。对使用者的责任心以及技能都有很高的要求。 总之,使用聚锂电池作为动力无人直升机比较适合于一些特殊用途,如艺术类的航 拍等附加值较高对成本不太敏感的应用,因为空中拍摄都时间较短,收益较高,对汽 油发动机引起振动要求较高。但用于低附加值得大规模使用的农药喷洒上无人直升机 最大的瓶颈仍在电池上。