ड्रोनहरूमा ठोस-राज्य ब्याट्रीहरू: जीत, बाधाहरू, र अपरेटरहरूको लागि अर्को के छ

नतिजा? 48 मिनेट, 10-सेकेन्ड निरन्तर उडान - केहि वर्ष पहिले लिथियम-आयन संग अकल्पनीय भएको थियो। अन्तरिक्षमा जो कोहीको लागि, त्यो संख्या मात्र होइन; यो यसको प्रमाण होठोस अवस्थाड्रोन अपरेटरहरूको दुईवटा सबैभन्दा ठूलो ग्रिपहरू ठीक गर्न सक्छ: छोटो उडान समय र सुरक्षा चिन्ता। त्यो परीक्षण उडानले रेकर्ड मात्र तोडेन — यसले eVTOLs (र ड्रोनहरू, सामान्यतया) चाँडै नै सुरक्षामा कुनाहरू काट्न बिना लामो, थप भरपर्दो मिशनहरू ह्यान्डल गर्न सक्छ भनेर देखाएको छ।

Panasonic पनि उफ्र्यो, ए संगठोस राज्य ब्याट्रीविशेष गरी साना ड्रोनहरूको लागि बनाइएको — र तिनीहरूको चश्माले व्यस्त अपरेटरहरूका लागि राम्रो ठाउँमा हिट गर्यो। 3 मिनेटमा 10% देखि 80% सम्म ड्रोन ब्याट्री चार्ज गर्ने कल्पना गर्नुहोस्। एक दिनमा २०+ उडानहरू चलाउने डेलिभरी टोलीका लागि, जसले डाउनटाइम ३० मिनेट (लिथियम-आयनसँग) बाट घटाउँछ। अझ राम्रो? यो कोठाको तापक्रममा 10,000 देखि 100,000 चार्ज चक्रहरू रहन्छ। हामीले काम गर्ने एउटा निर्माण कम्पनीले हामीलाई प्रत्येक ६ महिनामा लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू प्रतिस्थापन गर्ने बताए—यो Panasonic विकल्पले ५+ वर्ष टिक्न सक्छ। यो एक ठूलो लागत बचत हो, तर यसको अर्थ ल्यान्डफिलहरूमा समाप्त हुने थोरै ब्याट्रीहरू पनि छन् - केहि ग्राहकहरू बढ्दो रूपमा सोधिरहेका छन् किनभने तिनीहरू स्थिरतामा झुकाव गर्छन्।

तर यहाँ हामीले ग्राहकहरूको लागि सुगरकोट गर्दैनौं भन्ने कुरा हो: ठोस राज्यसँग अझै पनि प्रत्येक ड्रोनमा उफ्रनु अघि हुप्सहरू छन्। हामीले गत 6 महिनामा दर्जनौं साना-मध्यम ड्रोन अपरेटरहरूसँग कुरा गरेका छौं, र तिनीहरूका सरोकारहरू सबै उही चुनौतीहरूमा फर्किएका छन् - जुन "कागजमा राम्रो चश्मा" भन्दा बाहिर जान्छन्।

पहिले लागत लिनुहोस्। सामग्री एक्लै मूल्यवान छन्: यी ब्याट्रीहरूमा ठोस इलेक्ट्रोलाइटहरू लिथियम-आयनमा तरल पदार्थहरू भन्दा बढी खर्च गर्छन्, र तिनीहरूलाई बनाउन आवश्यक मेशिनहरू? तिनीहरू अफ-द-शेल्फ होइनन्। टेक्सासको एक स्टार्टअप ड्रोन निर्माताले हामीलाई भन्यो कि तिनीहरू ठोस-स्टेटमा स्विच गर्न चाहन्छन्, तर तिनीहरूको ब्याट्री सेटअप पुन: टुल गर्ने अग्रिम लागतले तिनीहरूको सम्पूर्ण वार्षिक बजेट खाएको छ। EHang वा Panasonic जस्ता ठूला खेलाडीहरूका लागि, त्यो व्यवस्थित छ — तर अधिकांश अपरेटरहरूको लागि, यो अहिले नै अवरोध हो।

त्यसपछि त्यहाँ "इन्टरफेस स्थिरता" समस्या छ - एक साधारण मुद्दाको लागि फैंसी सर्तहरू: ठोस इलेक्ट्रोलाइट र ब्याट्रीको इलेक्ट्रोडहरू राम्रोसँग काम गर्नको लागि कडा, लगातार सम्पर्कमा रहनु आवश्यक छ। तर हरेक पटक ब्याट्री चार्ज र डिस्चार्ज हुँदा, इलेक्ट्रोडहरू संकुचित हुन्छन् र थोरै विस्तार हुन्छन्। समय बित्दै जाँदा, यसले सानो खाली ठाउँहरू सिर्जना गर्छ, र ब्याट्रीले छिटो शक्ति गुमाउँछ। हामीले गत वसन्तमा फार्म ड्रोन परीक्षणको साथ यो प्रत्यक्ष देख्यौं: 50 चक्र पछि, ठोस-स्टेट ब्याट्रीको उडान समय 12% ले घट्यो — एक डीलब्रेकर होइन, तर किसानले सोध्यो, "के यो खराब हुनेछ?" अहिले, उत्तर "हुन सक्छ," जबसम्म निर्माताहरूले अधिक टिकाऊ इलेक्ट्रोड सामग्रीहरू पत्ता लगाउन सक्दैनन्।

भंगुरता अर्को टाउको दुखाइ हो, विशेष गरी ड्रोनहरूको लागि जुन नराम्रो अवस्थामा उडान गर्दछ। धेरैजसो सिरेमिक-आधारित ठोस इलेक्ट्रोलाइटहरू कडा हुन्छन् तर लचिलो हुँदैनन्। कोलोराडोमा खोजी र उद्धार टोलीले गत हिउँदमा सिरेमिक-इलेक्ट्रोलाइट ब्याट्री परीक्षण गर्‍यो; चट्टानी भूभागमा अवतरणको क्रममा, ब्याट्रीको आवरण फुट्यो (भाग्यवश, आगो लागेन), र ड्रोनले शक्ति गुमायो। लिथियम-आयन त्यो परिदृश्यमा चुहावट हुन सक्छ, तर यसले सामान्यतया लामो समयसम्म सुरक्षित रूपमा अवतरण गर्न काम गरिरहन्छ। कम्पनहरू ह्यान्डल गर्ने ड्रोनहरू (जस्तै निर्माण साइट स्क्यानरहरू) वा कडा अवतरणहरू (जस्तै वन्यजन्तु निगरानी ड्रोनहरू) को लागि, यो ठूलो चिन्ताको विषय हो।

लिथियम डेन्ड्राइटहरू पनि - ती साना, सुई-जस्तो संरचनाहरू जसले लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू छोटो पार्छन्—पूर्ण रूपमा गएका छैनन्। तिनीहरू ठोस-स्थितिमा दुर्लभ हुन्छन्, तर हामीले ब्याट्री इन्जिनियरहरूबाट सुनेका छौं कि उच्च चार्जिङ गतिमा (जस्तै Panasonic को 3-मिनेट चार्ज), डेन्ड्राइटहरू अझै पनि बन्न सक्छन्। यो सानो जोखिम हो, तर भीडभाड भएका क्षेत्रहरूमा उडान गर्ने अपरेटरहरूको लागि, "सानो" सधैं "पर्याप्त राम्रो" हुँदैन।

गर्मी अर्को आश्चर्य हो। ठोस अवस्था लिथियम-आयन भन्दा उच्च तापमानमा सुरक्षित छ, तर यसले गर्मीलाई पनि नष्ट गर्दैन। उच्च-शक्तिका कार्यहरूका लागि प्रयोग गरिने ड्रोन - जस्तै भारी पेलोडहरू उठाउने वा लामो समयसम्म उच्च गतिमा उडान गर्ने - छिटो तातो बनाउन सक्छ। हामीले 50lb प्याकेज डेलिभरीका लागि ठोस-राज्य ड्रोन परीक्षण गर्ने रसद ग्राहकसँग काम गर्यौं; उडानको 25 मिनेट पछि, ब्याट्री यति तातो भयो कि ड्रोनको सफ्टवेयरले यसलाई चाँडै अवतरण गर्न बाध्य तुल्यायो। तिनीहरूले हल्का तौलको तातो सिङ्क थप्नुपर्‍यो, जसले पेलोड क्षमतामा कटौती गर्‍यो - ठोस राज्यमा स्विच गर्ने उद्देश्यको अंशलाई पराजित गर्दै।

र उत्पादन मापन बिर्सनु हुँदैन। अहिले, धेरै ठोस-स्टेट ब्याट्रीहरू साना ब्याचहरूमा बनाइएका छन्। एक ड्रोन अपरेटर जसलाई महिनामा 100 ब्याट्री चाहिन्छ उसले डेलिभरीको लागि 6-8 हप्ता पर्खन सक्छ, जबकि लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू एकै दिन स्टकमा छन्। जबसम्म कारखानाहरूले ठोस-स्टेट ब्याट्रीहरू लिथियम-आयन जत्तिकै चाँडो (र सस्तोमा) क्र्याङ्क गर्न सक्दैनन्, ठूला टोलीहरू बाहेक सबैका लागि अपनाउन ढिलो रहनेछ।

जब यो ठोस इलेक्ट्रोलाइटहरू आफैंमा आउँछ, त्यहाँ कुनै पनि "एक-आकार-फिट-सबै" छैन। सिरेमिकहरू चालकताका लागि उत्कृष्ट छन् - तिनीहरूले आयनहरूलाई छिटो सार्न दिन्छन्, जसको अर्थ अधिक शक्ति हो—तर तिनीहरू भंगुर छन्, जस्तो हामीले देख्यौं। पोलिमरहरू लचिलो हुन्छन्, त्यसैले तिनीहरू कम्पनहरू राम्रोसँग ह्यान्डल गर्छन्, तर तिनीहरू कोठाको तापक्रममा ढिलो हुन्छन् — ढिलो-चलिरहेको कृषि ड्रोनको लागि ठीक छ, तर द्रुत डेलिभरी ड्रोनको लागि खराब। सल्फाइडहरू मध्य मैदान हुन्: राम्रो चालकता र लचिलोपन, तर तिनीहरूले नमीमा प्रतिक्रिया गर्छन्। फ्लोरिडाको एक तटीय ड्रोन अपरेटरले हामीलाई सल्फाइड-आधारित ब्याट्रीहरूमा वाटरप्रूफ आवरण जोड्नु पर्ने बताए, जसले वजन थप्यो। सही इलेक्ट्रोलाइट छनोट पूर्णतया ड्रोनले के गर्छ र यो कहाँ उड्छ भन्नेमा निर्भर गर्दछ।

यहाँ सुसमाचार छ, यद्यपि: हामीले उल्लेख गरेका हरेक चुनौती हल हुँदैछ, एक पटकमा एक परीक्षण। EHang को उडान एक फ्लूक थिएन; यो एक संकेत हो कि निर्माताहरूले ड्रोनमा ठोस राज्य कसरी टेलर गर्ने भनेर पत्ता लगाइरहेका छन्। Panasonic को छिटो चार्ज गर्ने ब्याट्री एक प्रोटोटाइप मात्र होइन - यो ग्राहकहरु को चयन गर्न को लागी पठाउन थालेको छ। र अधिक अपरेटरहरूले ठोस राज्यको माग गर्दा, लागतहरू घट्नेछ।

अहिले ड्रोन व्यवसाय चलाउने जो कोहीको लागि, प्रश्न "यदि" ठोस राज्यले लिन्छ - यो "कहिले र कसरी तयारी गर्ने" हो। सानो सुरु गर्नुहोस्: तपाईंको सबैभन्दा उच्च-माग ड्रोनहरू (जस्तै डेलिभरी वा खोज र उद्धार) मार्फत केही ठोस-राज्य ब्याट्रीहरूको परीक्षण गर्नुहोस् र समय र प्रतिस्थापनहरूमा बचत ट्र्याक गर्नुहोस्। अनुकूलन समाधानहरूको बारेमा आफ्नो ब्याट्री आपूर्तिकर्तासँग कुरा गर्नुहोस् — धेरैजना तपाईंको विशिष्ट प्रयोग केसको लागि इलेक्ट्रोलाइटहरू ट्वीक गर्न इच्छुक छन्।

ठोस-राज्य अझै उत्तम छैन, तर यो पहिले नै लिथियम-आयन भन्दा राम्रो छ जुन धेरै महत्त्वपूर्ण छ: लामो उडानहरू, सुरक्षित सञ्चालनहरू, र कम डाउनटाइम। र kinks बाहिर काम प्राप्त रूपमा? हामी एउटा भविष्य हेर्दैछौं जहाँ ड्रोनहरूले "काम पूरा" मात्र गर्दैनन् - तिनीहरूले यो पहिले भन्दा छिटो, सस्तो र धेरै ठाउँहरूमा गर्छन्।

यदि तपाईं आफ्नो ड्रोनका लागि कुन ठोस-स्टेट ब्याट्रीले अर्थ राख्छ भन्ने बारे उत्सुक हुनुहुन्छ भने, वा हामीले क्लाइन्टहरूसँग चलाएको परीक्षणहरूको बारेमा थप सुन्न चाहनुहुन्छ भने, हामीलाई एक लाइन छोड्नुहोस्। यो प्राविधिक कुरा मात्र होइन - यो तपाईंको ड्रोन अपरेशनहरू तपाईंको लागि कडा परिश्रम गर्ने बारे हो।