Comment gérer et entretenir les batteries à semi-conducteurs des drones ?

Le marché s'éloigne rapidement des systèmes de batteries LiPo et Li-ion traditionnels, car les drones commerciaux, industriels et d'entreprise nécessitent une endurance accrue, une sécurité améliorée, une tolérance de température plus large et une plus grande fiabilité.

Piles à semi-conducteursLes drones ont attiré l'attention en tant que prochaine génération de systèmes d'alimentation aérienne haute performance à la suite de ce changement.

Par rapport aux produits chimiques conventionnels, les batteries à semi-conducteurs offrent une plus grande densité énergétique, une durée de vie plus longue et une meilleure stabilité thermique.

Mais sans une gestion, une surveillance et une maintenance appropriées, même la batterie à semi-conducteurs la plus sophistiquée ne peut pas fonctionner de manière optimale.

La durée de vie prévue de la batterie (ou défaillance précoce) est déterminée par un certain nombre de facteurs, notamment la température, la méthode de charge, les modèles de décharge, les conditions de stockage et, plus important encore, un système de gestion de batterie (BMS) avancé.

Que sont les batteries de drones à semi-conducteurs ?

Batteries à semi-conducteurs pour dronessont des batteries sophistiquées à base de lithium qui utilisent des électrolytes solides comme des matériaux sulfurés, oxydes ou polymères à la place de l'électrolyte liquide ou gel conventionnel.

Un garnissage plus serré des cellules est rendu possible grâce à cet électrolyte solide, qui réduit également le risque d'emballement thermique et arrête les fuites internes.

Les principales caractéristiques comprennent :

Densité énergétique plus élevée – potentiels souvent 30 à 50 % supérieurs à ceux des systèmes à électrolyte liquide contemporains.

Excellente stabilité thermique – sécurité et performances améliorées en cas de chaleur ou de froid extrême.

Durée de vie plus longue – de nombreuses conceptions peuvent dépasser plus de 1 000 cycles avec moins de perte de capacité.

Risque d'incendie réduit – l'absence d'électrolyte liquide inflammable améliore considérablement la sécurité opérationnelle du drone.

Ces qualités rendent les batteries à semi-conducteurs des drones idéales pour les plates-formes aériennes très demandées, telles que les drones de livraison, les systèmes d'intervention d'urgence et les drones d'inspection à longue autonomie.

Quels types de batteries de drones existent aujourd’hui ?

La comparaison des différents types de batteries est essentielle pour comprendre l’importance de la technologie à semi-conducteurs.

1. Piles LiPo (Lithium Polymère)

Taux de décharge élevé

Léger

Largement utilisé dans les drones de loisirs et grand public

Inconvénients : gonflement, risque d’incendie, durée de vie plus courte

2. Piles Li-ion (cylindriques/pochettes)

Densité énergétique plus élevée que LiPo

Meilleure longévité

Inconvénients : taux de décharge inférieurs, risque d’emballement thermique

3. Piles à semi-conducteurs

Densité énergétique potentielle la plus élevée

Longue durée de vie

Stabilité et sécurité supérieures

Coût actuellement plus élevé mais en diminution rapide

Les batteries à semi-conducteurs des drones offrent la meilleure combinaison de durabilité, de sécurité et de rentabilité à long terme parmi ces choix, en particulier pour les opérations de l'aviation d'affaires.

Pourquoi avons-nous besoin de batteries de drones à semi-conducteurs ?

L'industrie des drones bénéficie de la technologie LiPo et Li-ion depuis plus de dix ans, mais à mesure que les tâches des drones deviennent plus complexes, leurs limites sont devenues plus évidentes.

1. Temps de vol limité

Les batteries à électrolyte liquide ne peuvent pas supporter de longues durées de vol sans ajouter de poids et de volume.

2. Risques pour la sécurité

Pour les packs LiPo, le gonflement, les perforations, l'incendie et l'emballement thermique restent des risques sérieux.

3. Courte durée de vie

Les batteries LiPo se dégradent sensiblement après 150 à 300 cycles, ce qui augmente les coûts d'exploitation.

4. Sensibilité à la température

Un froid extrême réduit la capacité ; la chaleur extrême accélère la dégradation.

5. Taux de charge lents pour les drones d’endurance

Les cellules LiPo/Li-ion chauffent rapidement lors d’une charge rapide, ce qui pose problème pour les drones industriels.

Les cinq restrictions sont prises en compte par la technologie à semi-conducteurs, permettant aux pilotes de drones de tester en toute sécurité les limites de performances.