Comment calculer l'autonomie de la batterie pour différents drones ?

I. Base du calcul de l'endurance : trois paramètres clés de la batterie LiPo et formules fondamentales

Pour calculer avec précision l'endurance, il faut d'abord comprendre les marquages ​​critiques sur lebatterie. La capacité (mAh), le taux de décharge (classe C) et la tension (classe S) d'une batterie LiPo constituent la base du calcul.

Leur relation avec la consommation électrique du drone constitue la formule de base :

1. Analyse des paramètres clés

Capacité (mAh) : Énergie électrique totale stockée. Par exemple, une batterie de 10 000 mAh peut fournir un courant de 10 A pendant 1 heure.

Taux de décharge (indice C) : vitesse de décharge sûre. Pour une batterie 20C, courant de décharge maximum = Capacité (Ah) × 20.

Tension (indice S) : 1S = 3,7 V. La tension détermine la puissance du moteur mais doit correspondre à l'ESC.

2. Formule de calcul de base

Temps de vol théorique (minutes) = (Capacité de la batterie × Efficacité de décharge ÷ Courant moyen du drone) × 60

Efficacité de décharge : la capacité utile réelle de la batterie LiPo est d'environ 80 % à 95 % de la valeur nominale.

Courant moyen : consommation d'énergie en temps réel pendant le vol, nécessitant un calcul basé sur le modèle et les conditions de fonctionnement.

II. Calculs pratiques par modèle : des applications grand public aux applications industrielles

La consommation d'énergie varie considérablement d'un drone à l'autre, ce qui nécessite des calculs d'endurance sur mesure. Les trois modèles typiques suivants offrent la logique de référence la plus précieuse :

1. Drones de photographie aérienne grand public

Caractéristiques principales : charge utile légère, consommation d’énergie stable, donnant la priorité à l’endurance en vol stationnaire et en croisière.

Exemple : Un drone utilisant une batterie 3S 5000mAh avec un courant moyen de 25A et un rendement de décharge de 90%

Endurance réelle = (5 000 × 0,9 ÷ 25) × 60 ÷ 1 000 = 10,8 minutes (valeur théorique)

Remarque : Le temps de vol réel, avec une proportion de vol stationnaire élevée, est d'environ 8 à 10 minutes, conformément aux spécifications du fabricant.

2. Drones FPV de course

Caractéristiques principales : puissance d'éclatement élevée, courant instantané important, impact significatif sur le poids de la batterie.

Exemple : batterie 3S 1500mAh 100C FPV racer, courant moyen 40A, efficacité de décharge 85%

Endurance théorique = (1 500 × 0,85 ÷ 40) × 60 ÷ 1 000 = 1,91 minutes

3. Drones de pulvérisation de qualité industrielle

Caractéristiques principales : charge utile lourde, endurance étendue, dépend de batteries haute capacité.

Exemple : drone de pulvérisation de récolte avec batterie 6S 30 000 mAh, courant moyen 80 A, efficacité de décharge 90 %

Endurance théorique = (30 000 × 0,9 ÷ 80) × 60 ÷ 1 000 = 20,25 minutes

III. Surmonter les limites théoriques : s'adapter à trois facteurs critiques

Des calculs précis sont moins importants que des performances de vol stables. Les facteurs suivants réduisent l’endurance et doivent être pris en compte :

1. Interférence environnementale

Température : La capacité chute de 30 % en dessous de 0 °C. À -30°C, les drones ont besoin d’un chauffage moteur pour maintenir leur endurance.

Vitesse du vent : les vents latéraux augmentent la consommation d'énergie de 20 à 40 %, les rafales nécessitant une puissance supplémentaire pour stabiliser l'attitude.

2. Comportement en vol

Manœuvres : les montées fréquentes et les virages serrés consomment 30 % d'énergie en plus qu'une croisière régulière.

Poids de la charge utile : une augmentation de 20 % de la charge utile réduit directement le temps de vol de 19 %.

3. État de la batterie

Vieillissement : la capacité se dégrade à 70 % après 300 à 500 cycles de charge, réduisant ainsi l'endurance en conséquence.

Méthode de stockage : le stockage à long terme à pleine charge accélère le vieillissement ; maintenir une charge de 40 à 60 % pendant le stockage.

IV. Techniques d'optimisation de l'endurance : le choix de la bonne batterie compte plus que les calculs

Capacité par rapport au poids : les drones industriels optent pour des batteries de 20 000 à 30 000 mAh ; le niveau grand public donne la priorité à 2 000-5 000 mAh pour éviter le cercle vicieux des « batteries lourdes = charges lourdes ».

Correspondance du taux de décharge : les drones de course nécessitent des batteries à haut débit de 80 à 100 °C ; les drones agricoles n’ont besoin que de 10-15C pour répondre à la demande.

Gestion intelligente : les batteries équipées de systèmes BMS augmentent l'efficacité de décharge de 15 % et prolongent la durée de vie en équilibrant les tensions des cellules.

V. Tendances futures : percées en matière d'endurance des batteries LiPo

Semi-solidePiles LiPoatteignent désormais une densité énergétique 50 % plus élevée. Combinés à une technologie de charge rapide (charge à 80 % en 15 minutes), les drones industriels pourraient dépasser 120 minutes d’autonomie en vol.