Combien de temps durent les batteries à semi-conducteurs ?

Combien de temps durent les batteries à semi-conducteurs ? 

Une réponse réaliste pour les opérateurs de drones

Le nombre de cycles est le nombre avec lequel la plupart des fabricants de batteries sont en tête. 700 cycles. 800 cycles. Parfois plus. Pour les opérateurs de drones qui tentent de planifier des budgets de remplacement et des calendriers de gestion de flotte, ce chiffre est utile mais incomplet. Ce qui compte réellement, c'est la façon dont ces cycles se traduisent en temps calendaire – et si la batterie survivra aussi longtemps même si vous ne l'utilisez pas aussi fort.

Voici une image plus complète debatterie à semi-conducteursdurée de vie des opérations commerciales de drones.

Durée de vie par rapport à la durée de vie du calendrier : deux horloges différentes

Chaque batterie fonctionne sur 2 horloges simultanément. Le premier est le nombre de cycles : combien de fois il a été complètement chargé et déchargé. La seconde est l’âge civil – depuis combien de temps il existe, quelle que soit son utilisation.

Les deux comptent. Une batterie de drone à semi-conducteurs évaluée à 800 cycles subit toujours un vieillissement calendaire même lorsqu'elle est stockée. Les matériaux des électrodes réagissent lentement avec l'électrolyte. Le lithium migre en petites quantités même sans courant. La batterie stockée pendant 3 ans puis mise en service n'aura pas les mêmes performances qu'une batterie stockée pendant 3 mois.

Les batteries à semi-conducteurs ont un avantage sur les deux horloges par rapport aux packs LiPo classiques, mais l'avantage est plus prononcé sur le cycle que sur l'horloge calendaire.

Cycle de vie dans des conditions réelles de fonctionnement des drones

Les chiffres de 600 à 900 cycles cités pour les batteries commerciales d'UAV à semi-conducteurs représentent une rétention de capacité supérieure à 80 % dans des conditions de test standardisées. Dans les opérations réelles sur le terrain, l'autonomie varie en fonction de l'intensité de travail de la batterie.

Une estimation prudente des batteries de drones à semi-conducteurs dans des opérations commerciales typiques (taux de décharge modérés, gestion raisonnable de la température, stockage à charge partielle entre les missions) estime la durée de vie pratique entre 700 et 850 cycles avant que la rétention de capacité ne descende en dessous des seuils opérationnellement utiles pour la plupart des profils de mission.

Ce que cela signifie en années civiles dépend entièrement de la fréquence du cycle de votre exploitation :

Un avion effectuant 2 missions par jour, 5 jours par semaine, 50 semaines par an, effectue environ 500 cycles par an. À 750 cycles utilisables, ce pack dure environ 18 mois avant son remplacement.

Un avion effectuant 1 mission par jour selon le même horaire effectue 250 cycles par an, atteignant la même marque de 750 cycles vers 3 ans.

Une batterie en fonctionnement saisonnier (200 cycles au cours d'une saison active de 6 mois) peut atteindre sa limite de cycle au bout de 3 à 4 ans, mais le vieillissement calendaire commencera à affecter les performances avant cette date.

Durée de stockage et vieillissement du calendrier

Les batteries à semi-conducteurs stockées se dégradent plus lentement que les packs LiPo dans des conditions équivalentes. La réactivité réduite de l'électrolyte qui confère aux batteries à semi-conducteurs une meilleure durée de vie ralentit également le processus de vieillissement calendaire, mais ne l'arrête pas.

Une attente raisonnable pour les batteries de drones à semi-conducteurs dans des conditions de stockage appropriées — charge partielle (40 à 60 %), température stable entre 60 et 75 °F, environnement sec — est de 3 à 5 ans de durée de stockage avant que la dégradation de la capacité ne devienne significative sur le plan opérationnel. Cela se compare favorablement aux packs LiPo, où une durée de stockage de 2 à 3 ans dans des conditions prudentes est plus typique.

Pour les opérations saisonnières ou l’inventaire des batteries de secours, cette stabilité de stockage étendue constitue un avantage opérationnel significatif au-delà de ce que reflètent les chiffres de durée de vie.

Qu'est-ce qui raccourcit la durée de vie plus rapidement que prévu

Les deux horloges fonctionnent plus rapidement dans des conditions spécifiques contrôlées par les opérateurs de drones :

Le fonctionnement ou le stockage à haute température accélère le vieillissement calendaire, quel que soit le nombre de cycles. Une décharge profonde constante inférieure à 20 % de charge restante accélère le vieillissement du cycle plus rapidement que les profils de décharge modérés. Une charge rapide fréquente aux taux de charge nominaux maximum sans gestion de la température fait avancer les deux horloges simultanément.

Les batteries à semi-conducteurs tolèrent mieux ces conditions que leurs équivalents LiPo, mais tolérer n'est pas la même chose qu'être immunisées. L’avantage en termes de performances diminue lorsque les conditions de fonctionnement sont constamment mauvaises.

Planification du remplacement des batteries pour les flottes de drones

Pour les opérateurs commerciaux qui établissent des budgets annuels de batterie : la fréquence des cycles détermine les intervalles de remplacement avec plus de précision que le temps calendaire pour les flottes à forte utilisation. Pour les flottes à faible utilisation et les opérations saisonnières, le vieillissement calendaire devient une contrainte parallèle qui mérite d'être prise en compte parallèlement au comptage cyclique.

ZYEBATTERIEfournit des données de rétention de cycle de vie et des conseils sur la durée de stockage pour les batteries de drones au lithium-ion à semi-conducteurs et au lithium-polymère hautes performances, car la planification du remplacement fonctionne mieux lorsque les deux horloges sont visibles, et pas seulement le nombre de cycles sur la fiche technique.