Come scegliere una batteria per droni subacquei: tensione, capacità, corrente e fattore di forma

Per scegliere il giusto batteria per droni subacquei, adattare l'intero intervallo di tensione operativa della batteria, l'energia utilizzabile, la corrente di scarica continua e di picco e le dimensioni fisiche al proprio veicolo. La batteria deve anche funzionare con il sistema di ricarica, la protezione elettrica e la custodia subacquea del ROV.

Una batteria con sufficiente wattora potrebbe comunque avere difficoltà con i carichi simultanei dei propulsori. Allo stesso modo, un pacco con specifiche elettriche adeguate potrebbe non adattarsi all'interno di un alloggiamento a pressione sigillato.

Questa guida spiega come valutare ciascun requisito, confrontare le piattaforme LiFePO4 da 24 V di MANLY Battery e verificare la compatibilità prima di ordinare una batteria per un veicolo sottomarino personalizzato.

Inizia con i requisiti elettrici e di missione del ROV

Prima di selezionare una batteria, stabilisci di cosa ha bisogno il drone sottomarino per funzionare. I punti di partenza più utili sono l'intervallo di tensione consentito, i carichi elettrici, la durata della missione, lo spazio disponibile nella batteria e la profondità operativa.

Un piccolo ROV di osservazione e un veicolo di ispezione dotato di sensori possono utilizzare sistemi di alimentazione completamente diversi, anche quando entrambi operano sott'acqua.

Identificare la tensione della batteria e l'intervallo di ingresso accettato

Inizia con le specifiche elettriche dei propulsori, dei regolatori elettronici di velocità (ESC), della scheda di distribuzione dell'alimentazione e dell'elettronica di bordo.

La specifica importante non è semplicemente se un veicolo è pubblicizzato come 12V o 24V. È necessario conoscere le tensioni di ingresso più basse e più alte che ciascun componente può accettare in sicurezza.

Ad esempio, il propulsore Blue Robotics T200 ha un intervallo operativo specificato di 7–20 V. La sua corrente a tutto gas pubblicata aumenta da circa 17 A a 12 V a 32 A a 20 V. Queste cifre illustrano perché la tensione di alimentazione influisce sia sulle prestazioni di propulsione che sulla domanda elettrica.

Se la batteria scelta funziona al di fuori dei limiti di tensione di un componente, l’impianto elettrico necessita di uno stadio di conversione opportunamente progettato o di una diversa configurazione compatibile.

Registrare l'intero intervallo di tensione della batteria, inclusa la tensione completamente carica e l'interruzione della scarica. La sola tensione nominale non è sufficiente.

Elenca propulsori, carichi utili e durata della missione

Calcola i requisiti di potenza per tutto ciò che è collegato alla batteria, non solo per il sistema di propulsione.

Un veicolo sottomarino può azionare diversi tipi di apparecchiature elettriche:

• Propulsori: forniscono movimento, controllo della profondità e mantenimento della posizione.
• Telecamere e luci: supportano l'ispezione visiva, in particolare in acque scure o torbide.
• Sensori sonar e di navigazione: forniscono informazioni sulla posizione e sull'ambiente.
• Controllori e comunicazioni: operano durante la maggior parte della missione.
• Manipolatori e strumenti: aggiungi carichi elettrici intermittenti durante attività specializzate.

Per ciascun componente, registrare la tensione operativa, il consumo energetico tipico e la corrente massima prevista.

Successivamente, descrivi la missione. Un veicolo che trascorre un'ora a ispezionare lentamente una struttura fissa ha un profilo di potenza diverso da uno che accelera ripetutamente, viaggia contro corrente e aziona un manipolatore.

Questi dettagli consentono di stimare il consumo energetico medio mantenendo separata la domanda elettrica di picco.

Registrare le dimensioni del vano batteria e la profondità dell'immersione

Misurare lo spazio disponibile per l'intero gruppo batteria, comprese le uscite dei cavi, i connettori, l'hardware di fissaggio e qualsiasi spazio richiesto.

Un vano batteria cilindrico può avere un volume interno sufficiente ma essere comunque troppo stretto per un pacco batteria rettangolare.

La profondità dell'immersione crea un altro requisito. La pressione idrostatica aumenta man mano che il veicolo scende, quindi l'alloggiamento della pressione, le guarnizioni e i passacavi devono essere qualificati per la profondità operativa pianificata.

BlueROV2 fornisce un esempio utile. La guida alternativa della batteria specifica un inserimento cilindrico all'interno di un cerchio di 74 mm di diametro e una lunghezza della batteria inferiore a 200 mm, escluso il cavo. La compatibilità elettrica da sola non stabilirebbe se un altro pacchetto possa adattarsi.

Per lo sviluppo di ROV personalizzati, finalizzare le dimensioni del vano batteria e i requisiti di pressione prima di confermare il progetto del pacco.

Abbina la tensione e la capacità della batteria del drone subacqueo

Una batteria di droni sottomarini deve fornire la tensione corretta immagazzinando energia sufficiente per l’intera missione. La tensione determina la compatibilità elettrica; la capacità determina la quantità di carica disponibile; i wattora esprimono l’energia nominale immagazzinata dalla batteria.

La valutazione congiunta di queste specifiche produce una decisione di acquisto più utile rispetto alla scelta della potenza ampere-ora più elevata.

Tensione nominale, tensione di carica completa e numero di celle

Le batterie al litio sono costruite collegando le singole celle in serie e in parallelo.

I collegamenti in serie aumentano la tensione. I collegamenti in parallelo aumentano la capacità e, a seconda delle celle e della struttura, la corrente disponibile.

La chimica della batteria influisce anche sulla tensione di ciascuna cella.

Configurazione della batteria	Tensione nominale	Tensione tipica a piena carica
4S convenzionali agli ioni di litio/LiPo	14,8 V	16,8 V
6S convenzionali agli ioni di litio/LiPo	22,2 V	25,2 V
8S LiFePO4	25,6 V	29,2 V

I valori sono tipici per le configurazioni di serie indicate. I limiti di carica finali devono seguire le istruzioni specifiche del produttore della cella e della batteria.

Consideriamo due pacchi batterie comunemente descritti come appartenenti alla classe 24V. Un pacco batterie agli ioni di litio convenzionale 6S può raggiungere 25,2 V quando è completamente carico, mentre un pacco LiFePO4 8S raggiunge in genere 29,2 V.

Questa differenza di tensione è importante se i controller del motore o l’elettronica ausiliaria del veicolo hanno limiti superiori rigorosi.

Le piattaforme LiFePO4 da 24 V di MANLY Battery utilizzano una tensione nominale di 25,6 V. Dovrebbero quindi essere confrontati con l’intervallo di ingresso completo del ROV target piuttosto che selezionati esclusivamente con il termine “24V”.”

Watt-ora e Amp-ora per la pianificazione del runtime

Gli ampere-ora (Ah) misurano la capacità di carica elettrica. I wattora (Wh) misurano l'energia e sono più utili quando si confrontano batterie con tensioni diverse.

Il calcolo di base è:

\[ \text{Energia (Wh)}=\text{Tensione nominale (V)}\times\text{Capacità (Ah)} \]

Una batteria da 25,6 V, 20 Ah immagazzina 512 Wh nominali. Una batteria da 25,6 V, 30 Ah immagazzina 768 Wh.

Per stimare il fabbisogno energetico di un drone sottomarino:

\[ \text{Energia della missione (Wh)}\circa\text{Potenza media (W)}\times\text{Tempo (h)} \]

Supponiamo che si prevede che un ROV personalizzato raggiunga una media di 180 W durante un'operazione di due ore. La sua richiesta energetica stimata è di 360 Wh.

Se il progetto richiede di mantenere in riserva 20% di energia nominale della batteria, un obiettivo di capacità iniziale semplificato è:

\[ 360\div0.8=450\testo{ Wh} \]

Una batteria nominale da 512 Wh supera l'obiettivo energetico preliminare. Tuttavia, l'effettiva idoneità dipende ancora dalla capacità disponibile alla temperatura operativa, dall'invecchiamento della batteria, dalle perdite di conversione, dalla corrente di carico e dai requisiti di riserva.

Per calcoli di missione più dettagliati, vedere il nostro Guida al dimensionamento della batteria ROV.

Riserva di energia e chimica delle batterie

La missione dovrebbe terminare con un'energia della batteria sufficiente per un'ascesa, un ritorno o un recupero controllati. Una riserva fornisce un margine operativo aggiuntivo quando le correnti, il tempo di viaggio o la domanda di carico utile differiscono dalle condizioni pianificate.

La chimica della batteria dovrebbe riflettere anche il modo in cui verrà utilizzato il veicolo.

LiFePO4, o litio ferro fosfato, è un tipo di batteria agli ioni di litio apprezzata per la stabilità termica e le caratteristiche di durata del ciclo. È particolarmente rilevante per le piattaforme ROV progettate per implementazioni ripetute e ricariche di routine.

Altre sostanze chimiche agli ioni di litio, incluso il nichel manganese cobalto (NMC), possono offrire una maggiore densità di energia, che può essere utile quando il veicolo ha limiti rigorosi di peso e volume.

I pacchi ai polimeri di litio (LiPo) vengono utilizzati anche nella robotica subacquea, soprattutto quando sono importanti un confezionamento compatto e un'elevata capacità di scarico. I loro requisiti di caricamento e movimentazione devono seguire il design specifico della confezione.

La decisione finale dovrebbe prendere in considerazione le specifiche complete della confezione piuttosto che le sole etichette dei prodotti chimici.

Per una batteria di droni sottomarini utilizzata in missioni di ispezione ripetute, LiFePO4 offre una base interessante quando la tensione, la corrente di scarica e la configurazione meccanica corrispondono al veicolo.

La tua batteria può fornire abbastanza corrente per i propulsori?

La capacità della batteria indica la quantità di energia immagazzinata, ma la corrente di scarica determina la velocità con cui l'energia può essere erogata.

Una batteria di droni subacquei deve supportare il carico elettrico combinato del sistema di propulsione e delle apparecchiature di bordo. Le celle della batteria, il sistema di gestione della batteria (BMS), il cablaggio e i connettori necessitano tutti di una corrente nominale adeguata.

Corrente continua e scarica di picco

La corrente di scarica continua è la quantità di corrente che una batteria può fornire per un periodo prolungato nelle condizioni operative nominali.

La corrente di scarica di picco descrive una potenza maggiore consentita per una durata limitata.

I propulsori possono creare una domanda di corrente sostanziale quando un ROV accelera, manovra contro le correnti d'acqua o cambia direzione. Diversi propulsori funzionanti contemporaneamente possono caricare notevolmente il sistema di batterie.

Ad esempio, Blue Robotics specifica una corrente di scarica continua massima di 60 A e una corrente di burst di 10 secondi di 132 A per la sua batteria agli ioni di litio da 14,8 V, 18 Ah. Si tratta di valutazioni diverse, ciascuna relativa a una diversa condizione operativa.

Quando si stima la corrente richiesta da un ROV, considerare i carichi simultanei:

\[ I_{\text{total}}=I_{\text{eliche}}+I_{\text{elettronica}}+I_{\text{accessori}} \]

Utilizzare un profilo operativo realistico per la domanda continua, controllando al tempo stesso la combinazione massima credibile di carichi rispetto alla corrente di picco nominale della batteria.

La durata della corrente di picco è importante. Un pacco progettato per un breve impulso di tre secondi non può sostenere automaticamente quella corrente per dieci secondi.

Classificazione C, abbassamento di tensione e interruzione BMS

La classificazione C esprime la corrente di scarica della batteria rispetto alla sua capacità ampere-ora.

\[ \text{Corrente continua (A)}=\text{Capacità (Ah)}\times\text{Classificazione C} \]

Ad esempio, una batteria da 20 Ah con un valore nominale di scarica continua di 5 C può teoricamente fornire 100 A in modo continuo nelle condizioni specificate.

Questo calcolo descrive una valutazione elettrica, non una garanzia che ogni batteria da 20 Ah possa fornire 100 A.

Il pacchetto effettivo è limitato dalle celle, dal BMS, dalle connessioni interne, dalla temperatura e dalle specifiche del produttore.

L'abbassamento di tensione è un'altra considerazione. Quando una corrente elevata passa attraverso la resistenza interna di una batteria, la tensione del terminale diminuisce. Una caduta sufficientemente grande può far sì che un regolatore elettronico di velocità raggiunga la soglia di bassa tensione o attivi la protezione della batteria.

Un BMS protegge la batteria monitorando condizioni quali sovracorrente, sovratensione, sottotensione e temperatura. Se il sistema supera la soglia di corrente programmata, il BMS potrebbe interrompere l'uscita.

Per le applicazioni subacquee, la strategia di spegnimento è importante tanto quanto il grado di protezione. I progettisti dei ROV dovrebbero tenere conto della gestione dei guasti, della capacità di recupero rimanente e delle conseguenze della perdita di potenza di propulsione.

Compatibilità di connettori, sezione del cavo e caricabatterie

La compatibilità elettrica si estende oltre i terminali della batteria.

Cavi e connettori trasportano la stessa corrente di carico del resto dell'impianto elettrico. Conduttori sottodimensionati o collegamenti inadeguati possono introdurre resistenza, perdita di tensione e calore.

Controllare quanto segue prima dell'acquisto:

• Tipo e polarità del connettore: verificare il collegamento meccanico e il cablaggio positivo/negativo.
• Corrente nominale continua: verificare il connettore, il cavo e qualsiasi adattatore nelle condizioni di installazione previste.
• Lunghezza e sezione del cavo: calcolare la caduta di tensione e il riscaldamento del conduttore alla corrente richiesta.
• Profilo di carica: abbina il caricabatterie alla chimica della batteria, al numero di celle, alla tensione di carica e alla corrente di carica consentita.
• Comunicazione BMS: conferma se il veicolo necessita di informazioni sullo stato della batteria, sugli allarmi o sullo stato di carica.

Un connettore XT90, ad esempio, viene utilizzato nel sistema di batterie BlueROV2, ma la corrispondenza del solo connettore non stabilisce la compatibilità elettrica.

Anche i pacchi LiFePO4 richiedono un profilo di carica adeguato. Un caricabatterie destinato a una diversa configurazione di batteria al litio potrebbe avere limiti di tensione inadeguati anche se il suo connettore è adatto.

Per un progetto OEM, MANLY Battery può discutere impostazioni BMS personalizzate, cavi, connettori e funzionalità di comunicazione opzionali come parte delle specifiche della batteria.

Pacchi batteria MANLY per progetti personalizzati di droni subacquei

MANLY Battery offre piattaforme di alimentazione LiFePO4 che possono fungere da punto di partenza per progetti di robotica subacquea personalizzati. Le seguenti batterie della classe 24 V forniscono capacità energetiche e valori di scarica definiti per diversi requisiti elettrici.

Si tratta di piattaforme di robotica e batterie industriali esistenti, non di pacchi sostitutivi subacquei universalmente compatibili. L'integrazione finale dipende dall'intervallo di tensione del veicolo target, dalla richiesta di corrente, dalle dimensioni dell'involucro e dall'installazione a pressione nominale.

Batteria LiFePO4 da 24 V e 20 Ah — 512 Wh per sistemi a carico inferiore

Specifiche principali: 25,6 V nominali | 20Ah | 512Wh | Scarica continua massima 20 A | 229×138×212 millimetri

La capacità energetica di 512 Wh rende questa batteria al litio MANLY un riferimento pratico per sistemi robotici personalizzati a 24 V con carichi elettrici controllati. Il suo rating di scarica BMS di 20 A fornisce un chiaro confine di progettazione per l'abbinamento di sistemi di propulsione più piccoli, processori di bordo e sensori.

La batteria include protezione contro sovraccarico, scarica eccessiva, sovracorrente, cortocircuiti e guasti legati alla temperatura. Anche il bilanciamento delle celle fa parte della configurazione.

Un alloggiamento rettangolare definito è utile quando si pianifica un vano apparecchiature appositamente costruito. I progetti con layout interni diversi possono discutere i requisiti di imballaggio e connessione personalizzati con MANLY Battery.

Per una piattaforma di ispezione compatta la cui corrente continua verificata rimane entro il limite nominale, la batteria da 24 V 20 Ah offre un punto di partenza semplice per un sistema di alimentazione integrato.

Batteria LiFePO4 da 24 V e 30 Ah — 768Wh per fabbisogni energetici più elevati

Specifiche principali: 25,6 V nominali | 30Ah | 768Wh | Scarica continua massima 30 A | 260×168×210mm

Con 768 Wh di energia nominale, la batteria LiFePO4 MANLY da 24 V 30 Ah è adatta a progetti progettati attorno a un budget energetico di bordo più ampio. Il suo valore nominale massimo di scarica continua di 30 A fornisce inoltre agli ingegneri una specifica di corrente definita per l'integrazione del sistema.

Questa configurazione è rilevante per i robot di ispezione dotati di elettronica, illuminazione e sensori a funzionamento continuo, a condizione che i carichi combinati di propulsione e accessori rimangano entro i limiti elettrici della batteria.

La batteria utilizza una chimica LiFePO4 e incorpora funzioni di bilanciamento cellulare e BMS protettivo. Il monitoraggio Bluetooth opzionale è disponibile per i progetti che necessitano di accesso alle informazioni sulla batteria.

Per i produttori di apparecchiature che specificano una nuova piattaforma di classe 24 V, la capacità di 768 Wh offre una base utile per bilanciare l’energia della missione pianificata rispetto allo spazio di installazione disponibile.

Batteria robotica LiFePO4 da 24 V 50 Ah — 1.280 Wh per piattaforme più grandi

Specifiche principali: 25,6 V nominali | 50Ah | 1.280 Wh | Scarica continua 50A | Picco di 100 A per 1–3 secondi | Dimensioni personalizzabili

La capacità energetica di 1.280 Wh è una caratteristica distintiva della batteria robotica da 24 V 50 Ah di MANLY. Crea un sostanziale budget energetico a bordo per piattaforme personalizzate più grandi che necessitano di alimentare apparecchiature di propulsione insieme all’elettronica di navigazione, all’hardware di rilevamento o ad altri carichi utili della missione.

La scarica continua specificata di 50 A e la potenza di picco di breve durata di 100 A aiutano gli ingegneri a valutare sia i carichi operativi che la domanda di corrente temporanea.

La personalizzazione è un'altra caratteristica utile. La piattaforma batteria supporta dimensioni dell'alloggiamento e modalità di connessione configurabili, con comunicazione RS485, RS232 o CAN bus opzionale.

Per lo sviluppo di ROV personalizzati con un volume di installazione sufficiente, questo modello fornisce una base per discutere di capacità energetica, integrazione elettrica, monitoraggio della batteria e imballaggio specifico per l'applicazione con MANLY Battery.

Selezione di una piattaforma MANLY Battery

Le tre batterie soddisfano requisiti di progetto diversi anziché formare una linea di sostituzione universale. Prima di tutto, abbina la finestra di tensione del veicolo ai carichi continui e di picco effettivi, quindi considera l'energia richiesta e il layout dell'involucro.

Per contesto, BlueROV2 specifica una batteria 4S nominale da 14,8 V con almeno 60 A continui e capacità di scarica a raffica di 120 A. Una batteria personalizzata di classe 24 V non può essere trattata come un sostituto diretto di quel sistema senza un'architettura elettrica progettata e verificata separatamente.

Laddove una piattaforma standard non corrisponde al veicolo target, MANLY Battery può collaborare con i clienti OEM per definire un pacco batteria personalizzato utilizzando i requisiti elettrici e meccanici del progetto.

Adattare la batteria al veicolo e al suo alloggiamento a pressione

Una batteria adatta per droni subacquei deve adattarsi al veicolo fisico e al suo impianto elettrico.

Le dimensioni della batteria, la distribuzione della massa, le disposizioni di tenuta e la profondità operativa influenzano il modo in cui un ROV viene assemblato e utilizzato. Questi requisiti dovrebbero essere valutati prima che la configurazione finale del pacchetto venga approvata.

Forma della confezione, dimensioni e spazio libero per i cavi

Il fattore di forma della batteria descrive la forma fisica e la disposizione del pacco.

Le batterie rettangolari sono comuni nelle apparecchiature industriali, mentre i pacchi cilindrici possono essere convenienti per gli alloggiamenti subacquei tubolari. Gli assemblaggi personalizzati possono utilizzare una forma progettata attorno alla struttura interna del veicolo.

Iniziare con le dimensioni interne utilizzabili anziché con le dimensioni esterne della custodia.

Per uno scomparto rettangolare, registrare la lunghezza, la larghezza e l'altezza disponibili. Per un compartimento cilindrico, controllarne il diametro interno e la lunghezza utilizzabili.

Quindi tenere conto dello spazio aggiuntivo necessario per l'installazione elettrica:

• Cavi di alimentazione e relativo raggio di curvatura minimo consentito.
• Connettori ed eventuali accessi necessari per la disconnessione.
• Supporti batteria, staffe e protezione dalle vibrazioni.
• Distanza da guarnizioni, cappucci terminali e hardware della custodia.
• Ispezione, manutenzione e rimozione della batteria.

Una batteria può adattarsi alle dimensioni nominali del vano ma interferire comunque con il cappuccio terminale o il collegamento del cavo.

Per i team OEM, un disegno meccanico è più utile di una descrizione generale come “batteria compatta”. Consente al produttore della batteria di valutare l’involucro completo installato del pacco.

Peso, galleggiabilità e assetto

La massa della batteria influisce sul baricentro del veicolo e sulla distribuzione complessiva del peso.

Se un ROV esistente riceve una batteria diversa, la sua galleggiabilità e il suo assetto potrebbero cambiare anche quando il nuovo pacco si adatta allo stesso alloggiamento.

La galleggiabilità dipende dall'acqua spostata dal veicolo completo, mentre il peso del veicolo determina la forza verso il basso. Un ROV con galleggiamento neutro ha forze verso l'alto e verso il basso approssimativamente bilanciate.

Anche la posizione della batteria è importante. Lo spostamento di uno zaino relativamente pesante in avanti, indietro o verticalmente può modificare il bilanciamento del beccheggio e del rollio.

Un ROV che necessita di una spinta verticale continua per compensare la scarsa galleggiabilità o l'assetto potrebbe consumare energia che altrimenti potrebbe supportare la missione.

Per una piattaforma personalizzata, considerare insieme la massa installata, la posizione, lo spostamento dell'involucro e la zavorra richiesta della batteria. Controllare il saldo finale con il carico utile previsto installato.

Classificazioni IP, profondità operativa e involucri stagni

L'impermeabilità e la resistenza alla pressione non sono specifiche intercambiabili.

Una custodia classificata IP67 o IP68 fornisce protezione in condizioni di test di ingresso definite. Tale designazione non stabilisce in modo indipendente la profondità operativa consentita, la durata o la resistenza a cicli di pressione ripetuti di un drone sottomarino.

Un alloggiamento a pressione deve essere progettato per la profondità pianificata e per l'assemblaggio completo, comprese guarnizioni, tappi terminali e penetratori.

Blue Robotics, ad esempio, pubblica valutazioni esplicite di profondità per i suoi involucri sottomarini. Le sue scatole stagne a pressione sono specificate per profondità fino a 300 metri e il produttore fornisce informazioni separate sulla costruzione e sulla sigillatura della custodia.

L’installazione di una batteria subacquea dovrebbe soddisfare tre condizioni distinte:

Ingresso di acqua: l'involucro assemblato può impedire all'acqua di raggiungere l'impianto elettrico nelle condizioni previste?

Pressione esterna: l'alloggiamento e i suoi componenti possono resistere alla pressione alla profondità prevista?

Comportamento termico ed elettrico: la batteria può funzionare entro i limiti di temperatura e corrente quando installata nell'armadio?

Una normale batteria al litio impermeabile non deve essere esposta direttamente all'acqua profonda a meno che il pacco completo non sia stato specificamente progettato e qualificato per tali condizioni.

Per i progetti OEM di batterie MANLY, la progettazione dell'alloggiamento a pressione, i requisiti di tenuta e l'integrazione della batteria devono essere valutati rispetto all'effettivo ambiente operativo subacqueo.

Verificare la compatibilità della batteria del drone subacqueo prima di ordinare

Prima di ordinare una batteria per droni subacquei, verifica che la configurazione selezionata funzioni con il veicolo completo. Un abbinamento riuscito richiede compatibilità elettrica, adeguata integrazione meccanica e validazione nelle condizioni operative previste.

Per i progetti di nuove apparecchiature, questi controlli dovrebbero essere completati prima di impegnarsi sulle quantità di produzione.

Controllo al banco di tensione, corrente e protezione

Iniziare con una valutazione elettrica controllata fuori dall'acqua.

Confermare che la tensione di uscita della batteria rimanga entro l'intervallo operativo consentito dal veicolo nell'intervallo di stato di carica previsto. Prestare particolare attenzione alla tensione completamente carica, poiché può superare il valore nominale di una quantità significativa.

Successivamente, valutare la domanda attuale in condizioni di carico rappresentative.

Il piano di test dovrebbe affrontare:

• Domanda in stato stazionario: misura della corrente richiesta durante il funzionamento rappresentativo della propulsione e dell'attrezzatura.
• Richiesta di breve durata: verificare l'accelerazione prevista, le manovre e i carichi simultanei del propulsore.
• Stabilità della tensione: monitorare la tensione del terminale sotto carico e identificare eventuali cadute inaccettabili.
• Comportamento di protezione: verificare la protezione di corrente, tensione e temperatura della batteria rispetto ai requisiti di sistema.
• Collegamenti elettrici: controllare la polarità, la caduta di tensione e la temperatura di connessione con i carichi previsti.

Il comportamento della protezione deve essere verificato utilizzando procedure approvate e attrezzature adeguate. Cortocircuitare o sovraccaricare deliberatamente una batteria al litio non è un test sul campo accettabile.

Gli ingegneri dovrebbero inoltre confermare che un arresto di protezione non crei un rischio di perdita di propulsione non gestita.

Conferma runtime e trim in una prova in acqua

Una volta stabilita la compatibilità elettrica, valutare il veicolo integrato in un ambiente controllato.

Una piscina o un serbatoio di prova adeguato consente agli operatori di verificare la galleggiabilità, lo sterzo, la propulsione e il consumo di energia prima di condurre missioni più impegnative.

Allo stesso modo, Blue Robotics consiglia di iniziare il funzionamento di BlueROV2 in acque poco profonde, ferme e limpide e di eseguire i controlli prescritti della custodia prima dell'implementazione.

Inizia con il movimento di base e il mantenimento della posizione. Confermare che il ROV possa mantenere l'orientamento previsto senza un'eccessiva spinta correttiva.

Successivamente, registrare la tensione, la corrente e il consumo energetico della batteria durante condizioni operative rappresentative. Includere l'elettronica e gli accessori di bordo anziché misurare solo la propulsione.

Confrontare i risultati con il profilo di missione previsto. Se il test dimostra un carico medio diverso da quello previsto, aggiornare il budget energetico prima di approvare le specifiche finali della batteria.

La qualificazione della tenuta e della pressione richiede un'attenzione separata. Seguire le procedure di prova di tenuta e di pressione approvate dal produttore della custodia; un test riuscito in acque poco profonde non stabilisce una classificazione in acque profonde.

Inviare una specifica completa della batteria al produttore

Una specifica tecnica chiara aiuta a produttore di batterie valutare una richiesta senza fare affidamento su ipotesi sul veicolo.

Per gli acquirenti OEM, le seguenti informazioni forniscono un utile punto di partenza:

Requisito	Informazioni da fornire
Applicazione	ROV, AUV, robot di ispezione o altre apparecchiature subacquee
Tensione della batteria	Tensione nominale e campo di funzionamento consentito
Capacità della batteria	Ah o Wh richiesti e durata della missione
Corrente continua	Corrente operativa prevista e carico massimo sostenuto
Corrente di picco	Domanda massima e sua durata
Spazio di installazione	Dimensioni disponibili, forma della confezione e disposizione di montaggio
Peso	Requisiti massimi accettabili di massa e bilanciamento della batteria
Connessioni	Tipo di connettore, polarità, lunghezza del cavo e requisiti del cavo
Gestione della batteria	Requisiti di protezione, monitoraggio e comunicazione del BMS
Ricarica	Specifiche del caricabatterie, corrente di carica e condizioni operative
Ambiente	Temperatura, profondità operativa, disposizione dell'alloggiamento a pressione ed esposizione all'umidità
Requisiti di acquisto	Requisiti del campione, quantità di produzione e documentazione richiesta

Per il trasporto negli Stati Uniti, le batterie al litio devono soddisfare i requisiti applicabili sui materiali pericolosi. La Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration (PHMSA) afferma che le celle e le batterie al litio offerte per il trasporto devono aver superato i test di progettazione richiesti dal Manuale delle prove e dei criteri delle Nazioni Unite, Sezione 38.3. I produttori e i successivi distributori devono inoltre rendere disponibile la sintesi del test applicabile.

La norma UN 38.3 affronta i test sui trasporti; non stabilisce che una batteria sia idonea per l'esposizione alla pressione subacquea.

Per un nuovo progetto di robotica subacquea, è necessario verificare la documentazione per verificare l'esatta configurazione della batteria fornita.

MANLY Battery può aiutare i clienti OEM a specificare una batteria al litio personalizzata in base alla tensione, alla capacità, alla corrente di scarica, al BMS, all'interfaccia di comunicazione e alla disposizione fisica richiesti.

Fornire tutti i requisiti operativi semplifica la definizione di un pacchetto che può essere integrato nel veicolo e valutato rispetto ai criteri di accettazione del progetto.

Domande frequenti sulla batteria del drone subacqueo

Posso utilizzare una batteria marina LiFePO4 in un ROV?

Sì, una batteria marina LiFePO4 può alimentare un ROV se il suo intervallo di tensione completo, i valori di scarica, le dimensioni e le connessioni corrispondono ai requisiti del veicolo. La batteria deve inoltre essere installata in un adeguato sistema di alimentazione sottomarino.

La classificazione di impermeabilità di una batteria marina non la qualifica automaticamente per il funzionamento in condizioni di notevole pressione dell'acqua. Per un ROV personalizzato di classe 24 V, la piattaforma LiFePO4 da 24 V 20 Ah di MANLY Battery offre un riferimento elettrico di 512 Wh, soggetto alla compatibilità di corrente e della custodia.

Una batteria con un numero maggiore di Ah può prolungare il tempo di immersione?

SÌ. Alla stessa tensione nominale, una capacità A/ora maggiore fornisce più energia nominale immagazzinata e può prolungare il tempo di funzionamento quando la richiesta di energia del veicolo rimane comparabile.

Ad esempio, la batteria LiFePO4 da 24 V 30 Ah di MANLY immagazzina 768 Wh, mentre la batteria robotica da 24 V 50 Ah immagazzina 1.280 Wh. Ciascuno supporta un diverso fabbisogno energetico. Il tempo di immersione effettivo dipende ancora dal carico di propulsione, dai carichi utili, dalla temperatura, dalla capacità utilizzabile, dal peso e dalla galleggiabilità del veicolo completo.

Quando l'alimentazione di superficie è migliore di una batteria di bordo?

L'energia di superficie è utile quando un ROV collegato necessita di un funzionamento prolungato senza fermarsi per sostituire o ricaricare la batteria di bordo. Può essere adatto all'ispezione continua, al monitoraggio o ad altri lavori supportati da un alimentatore di superficie.

Una batteria al litio di bordo supporta il funzionamento elettrico autonomo e può semplificare le implementazioni in cui non è disponibile un sistema di alimentazione di superficie adeguato. L'architettura corretta dipende dal tempo di funzionamento, dalle caratteristiche del cavo, dalla domanda di energia e dalla logistica di distribuzione. BlueROV2, ad esempio, supporta sia l'alimentazione a batteria integrata che una configurazione di alimentazione di superficie dedicata.

Conclusione

La scelta di una batteria per droni subacquei è una decisione ingegneristica a livello di sistema. La batteria deve funzionare entro i limiti di tensione del ROV, fornire la corrente continua e di picco richiesta, immagazzinare energia utilizzabile sufficiente e adattarsi alla disposizione prevista dell'alloggiamento a pressione.

Per i sistemi personalizzati più piccoli, un budget energetico definito e un carico elettrico controllato possono guidare la scelta verso una configurazione compatta di batterie da 24 V. Piattaforme di ispezione più grandi o veicoli dotati di sensori possono richiedere più energia immagazzinata, capacità di corrente aggiuntiva o integrazione meccanica personalizzata.

MANLY Battery offre piattaforme LiFePO4 da 24 V 20 Ah, 30 Ah e 50 Ah che forniscono specifiche di avvio stabilite per diversi requisiti di alimentazione robotica.

Per i produttori di apparecchiature che sviluppano un drone sottomarino appositamente costruito, MANLY Battery supporta anche la progettazione personalizzata della batteria in termini di tensione, capacità, impostazioni BMS, connettori, comunicazione e dimensioni della confezione.

Esplora il nostro soluzioni per batterie al litio oppure contatta MANLY Battery all'indirizzo [email protected] per discutere i requisiti energetici del tuo progetto di robotica subacquea.

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