Come si confrontano i droni subacquei in termini di durata della batteria?

UN batteria per droni subacquei può supportare qualsiasi cosa, da circa un'ora di esplorazione in un ROV ricreativo compatto a diverse ore di lavoro di ispezione professionale, mentre i grandi veicoli subacquei autonomi possono rimanere operativi per decine di ore. La differenza va ben oltre le dimensioni della batteria: il carico di propulsione, la corrente dell’acqua, l’illuminazione, i carichi utili, l’efficienza del veicolo e il modo in cui viene fornita l’energia influiscono tutti sul tempo utile della missione.

Ciò rende difficile confrontare direttamente i dati sulla durata della batteria. Un valore di quattro ore misurato in acqua ferma non descrive le stesse condizioni operative di quattro ore di lavoro di ispezione contro corrente con luci, sonar e strumenti in funzione.

Questa guida confronta le specifiche reali del produttore, spiega cosa cambia nella pratica la durata della batteria dei droni subacquei e mostra come gli OEM possono tradurre la durata della missione richiesta in un periodo adeguato. batteria al litio specifica.

Quanto dura la batteria di un drone subacqueo?

Per i droni subacquei alimentati a batteria, un’ampia autonomia utile è compresa tra una e cinque ore per molti ROV compatti e professionali. I veicoli sottomarini autonomi occupano una categoria completamente diversa e possono essere progettati per missioni della durata di decine di ore.

Il termine stesso “drone sottomarino” copre diversi tipi di veicoli. Un veicolo telecomandato, o ROV, è controllato dalla superficie e normalmente rimane collegato tramite un cavo. Un veicolo sottomarino autonomo, o AUV, svolge una missione pre-programmata o adattiva senza controllo continuo del pilota. Il National Oceanography Centre del Regno Unito fa la stessa distinzione tra ROV vincolati e AUV che operano in modo indipendente.

ROV subacquei compatti: da una a quattro ore circa

I piccoli ROV ricreativi e per l'ispezione leggera mostrano quanto ampio possa essere il range di autonomia anche prima di passare alle apparecchiature professionali.

CHASING DORY utilizza una batteria interna da 4.800 mAh ed è valutato per un massimo di 60 minuti di esplorazione. GLADIUS MINI S si sposta su due batterie da 4.800 mAh e pubblicizza fino a quattro ore di durata della batteria.

Queste cifre non dovrebbero essere interpretate semplicemente come “il doppio della batteria significa quattro volte l’autonomia”. Veicoli diversi hanno motori, idrodinamica, elettronica, illuminazione e velocità operative diversi. La capacità della batteria è solo una parte dell’equazione energetica.

Il nuovo DORY Explore di CHASING lo illustra particolarmente bene. L'autonomia dichiarata varia da circa 35 minuti a tutto gas fino a quattro ore con le luci spente in acqua ferma. La stessa batteria di droni sottomarini può quindi produrre tempi di missione molto diversi a seconda di come viene utilizzato il veicolo.

ROV professionali alimentati a batteria: da due a cinque ore circa

I ROV professionali spesso si attestano tra le due e le cinque ore quando funzionano con le batterie di bordo, sebbene le condizioni di test e la configurazione siano importanti.

Blue Robotics valuta BlueROV2 a circa due ore in “uso normale” e quattro ore in “uso leggero” con la batteria specificata nella pagina attuale del veicolo. La batteria ad alta capacità da 216 Wh di Blueye è progettata per un massimo di cinque ore di autonomia normale su ROV Blueye compatibili. CHASING M2 S utilizza una batteria da 97,68 Wh ed è valutato per un massimo di quattro ore, con il produttore che nota esplicitamente che la durata effettiva varia in base alle condizioni operative.

Il punto importante non è che una di queste cifre sia intrinsecamente più impressionante. Ciascuno riflette un veicolo, un profilo operativo e un sistema di batteria diversi. Per la pianificazione delle ispezioni, l“”uso normale", il carico degli accessori e la possibilità di sostituire la batteria sono spesso più utili del numero massimo di autonomia pubblicato.

La resistenza AUV può durare decine di ore

Il design della batteria AUV funziona su una scala diversa.

La piattaforma HUGIN di KONGSBERG, ad esempio, specifica la tecnologia della batteria in grado di garantire fino a 100 ore di autonomia a quattro nodi. HUGIN è una grande piattaforma AUV industriale e scientifica progettata per applicazioni come indagini geofisiche, lavoro con sonar e raccolta autonoma di dati sui fondali marini, quindi tale cifra non dovrebbe essere confrontata direttamente con una telecamera ROV portatile.

Per gli AUV a lungo raggio, la densità di energia influenza non solo il tempo in cui il veicolo rimane sott’acqua, ma anche la quantità di territorio o fondale marino che può essere esplorato prima del recupero.

Un recente progetto relativo alla batteria di Lobster Robotics dimostra questa connessione. Secondo quanto riferito, un pacchetto a densità di energia più elevata sviluppato per il suo veicolo autonomo per la mappatura subacquea ha aumentato la durata della batteria di circa 60% senza un aumento significativo delle dimensioni del veicolo, consentendo di rilevare più fondali marini in ogni implementazione.

Durata della batteria del drone subacqueo confrontata con i ROV più diffusi

Le specifiche pubblicate diventano più utili quando l'architettura della batteria e il testo del test vengono letti insieme al tempo di autonomia del titolo.

INSEGUENDO DORY
Batteria interna da 4.800 mAh | fino a 60 minuti

DORY rappresenta la fascia compatta del mercato. Il suo peso ridotto e il sistema di alimentazione integrato si adattano a brevi sessioni di esplorazione e ripresa, ma la sua durata massima di un'ora mostra anche perché la durata della missione è importante quando si seleziona un piccolo ROV subacqueo.

GLADIUS MINI S
Due batterie da 4.800 mAh | fino a 4 ore

La disposizione a doppia batteria offre a GLADIUS MINI S una finestra operativa pubblicata sostanzialmente più lunga per l'esplorazione subacquea, l'acquisizione di video e l'ispezione della luce. La cifra di quattro ore rimane una specifica “fino a” piuttosto che una durata garantita sotto ogni corrente, velocità e carico accessorio.

INSEGUENDO M2 S
Batteria sostituibile da 97,68 Wh | fino a 4 ore

M2 S fornisce un confronto particolarmente utile perché la sua batteria è espressa in wattora. L'unità standard da 97,68 Wh è rimovibile e CHASING offre anche un'opzione di batteria con capacità maggiore per operazioni più lunghe. Ciò rende la sostituzione della batteria parte dell’equazione di pianificazione della missione anziché forzare ogni attività in una capacità fissa di bordo.

BluROV2
Riferimento batteria da 15,6 Ah | circa 2 ore di utilizzo normale/4 ore di utilizzo leggero

BlueROV2 separa chiaramente l'autonomia normale da quella per uso leggero invece di presentare solo un valore massimo. La batteria può anche essere sostituita in circa 30 secondi, rendendo i tempi di consegna importanti per le immersioni ripetute.

Batteria ad alta capacità Blueye
216Wh | fino a 5 ore di funzionamento normale

Blueye adotta un approccio modulare: il pacchetto da 216 Wh ad alta capacità estende la finestra operativa pur rimanendo sostituibile sul campo e compatibile con la gamma ROV dell'azienda. Ciò è utile per le squadre di ispezione che desiderano implementazioni individuali più lunghe senza modificare l'intera piattaforma del veicolo.

PESCE E-GO
69,12 Wh × 2 | circa 1–4 ore a seconda delle condizioni operative

FIFISH E-GO utilizza due moduli batteria agli ioni di litio e supporta lo scambio a caldo. QYSEA specifica circa 2,5 ore nel test intermittente standard con acqua statica e un intervallo più ampio di 1-4 ore a seconda dell'ambiente di lavoro. È importante sottolineare che l'hot-swap viene eseguito in aria anziché sott'acqua.

“Runtime ”fino a” rispetto al runtime di utilizzo normale

“Fino a quattro ore” e “quattro ore di funzionamento normale” non sono affermazioni equivalenti.

I produttori possono stabilire l'autonomia massima con carichi di propulsione relativamente leggeri, acqua ferma o uso ridotto di accessori. La distinzione pubblicata da BlueROV2 tra circa due ore di utilizzo normale e quattro ore di utilizzo leggero rende la differenza facile da vedere. CHASING afferma inoltre che il tempo di esecuzione di M2 S varia in base alle condizioni operative.

Quando confronti una batteria per droni subacquei, cerca la descrizione del test e il numero. Una specifica che spiega cosa stava facendo il veicolo fornisce più valore di pianificazione rispetto a un massimo isolato.

Batterie sostituibili e sostituibili a caldo

Una batteria sostituibile può rendere molto meno restrittiva l'autonomia individuale più breve.

Le batterie BlueROV2 possono essere sostituite rapidamente tra una distribuzione e l'altra. Le batterie Blueye sono progettate per la sostituzione sul campo. FIFISH E-GO va oltre con un'architettura a doppia batteria che consente la sostituzione di un modulo senza spegnere il sistema, sebbene la sostituzione debba avvenire fuori dall'acqua.

Per le immersioni di ispezione ripetute, la questione operativa diventa quindi:

Per quanto tempo il team può far funzionare il ROV per un turno completo, anziché per quanto tempo una batteria può rimanere sott'acqua?

Questa distinzione può modificare le specifiche appropriate della batteria.

Confronta i Watt-ora, non solo gli Amp-ora

Gli ampere-ora sono utili solo quando si conosce anche la tensione.

L'energia della batteria viene calcolata come:

Wattora (Wh) = tensione nominale (V) × ampere (Ah)

Una batteria da 20 Ah ad un voltaggio non contiene la stessa quantità di energia di una batteria da 20 Ah ad un altro voltaggio. Per i confronti di energia e autonomia, Wh è quindi più informativo di Ah di per sé.

Anche Wh non dovrebbe essere trattato come una garanzia diretta di runtime. Due ROV possono trasportare la stessa energia immagazzinata ma consumarla a velocità diverse a causa delle differenze nell’efficienza del propulsore, nella resistenza, nel carico utile, nell’illuminazione e nel controllo del veicolo.

Per un OEM che richiede una batteria per droni subacquei, l’energia immagazzinata e il carico previsto devono quindi essere valutati insieme.

In che modo MANLY Battery può supportare progetti personalizzati di batterie per droni subacquei

Per un progetto di droni sottomarini OEM, la selezione di una batteria dovrebbe iniziare dai requisiti elettrici e di missione del veicolo piuttosto che dalla scelta del valore Ah più grande disponibile.

MANLY Battery sviluppa pacchi batterie LiFePO4 e altri pacchi batteria al litio personalizzati per applicazioni robotiche, con tensione, capacità, dimensioni, parametri BMS, connettori e interfacce di comunicazione configurabili. L’attuale gamma di batterie per robot fornisce pratiche piattaforme elettriche da cui è possibile progettare un progetto specifico per l’applicazione.

Piattaforma batteria robot MANLY 24V 30Ah
25,6 V nominale | 30 Ah | 768Wh | 30 A scarica continua | 60 A picco per 1–3 secondi | opzionale RS485, RS232 o CAN Bus

La piattaforma da 24 V 30 Ah dimostra il tipo di configurazione elettrica che MANLY può costruire attorno a un sistema robotico. I requisiti di tensione, capacità, corrente, dimensioni, alloggiamento, connettore e BMS possono essere personalizzati per un programma OEM.

Per l'uso subacqueo, il progettista del veicolo deve ancora progettare e convalidare l'installazione completa della batteria, la custodia a pressione, i penetratori, la sigillatura e la disposizione termica per la profondità operativa prevista. La classificazione IP della custodia non è la stessa cosa della classificazione della profondità di pressione sottomarina; La norma IEC 60529 copre le classificazioni di protezione dall'ingresso per gli involucri elettrici, mentre un veicolo in acque profonde deve anche resistere alla pressione idrostatica associata alla sua profondità operativa.

Inizia con l’energia della missione, non solo con la capacità della batteria

La prima domanda per un produttore di batterie dovrebbe essere: quanta energia richiede la missione completa?

Un calcolo pratico di partenza è:

Energia richiesta (Wh) = potenza media del sistema (W) × tempo di funzionamento richiesto (h)

Le specifiche tecniche dovrebbero quindi tenere conto della riserva di missione, dei limiti dello stato di carica utilizzabile, dell'invecchiamento, della temperatura operativa e dei requisiti di ritorno o recupero.

Questo approccio è più utile che chiedere “una batteria per droni subacquei da 30 Ah”, perché Ah non descrive l’energia totale finché non si conosce la tensione del sistema.

Per un AUV di rilievo, il calcolo potrebbe essere dominato dalla propulsione, dalla navigazione e dal funzionamento dei sensori per un lungo periodo. Un ROV funzionante può invece avere una missione più breve ma grandi carichi transitori quando accelera contro corrente o strumenti operativi.

Tensione, corrente di picco, BMS e dimensioni del pacco

L'energia immagazzinata è solo l'inizio delle specifiche della batteria.

I propulsori possono creare un'elevata domanda di corrente di breve durata, in particolare durante l'accelerazione, il mantenimento della stazione o le manovre nel flusso. La batteria e il BMS devono quindi supportare sia il carico continuo previsto che la corrente di picco realistica senza abbassamenti di tensione o interventi di protezione inappropriati.

Anche il volume fisico conta. Ogni aumento delle dimensioni della batteria può modificare la massa, la galleggiabilità, l’assetto e l’imballaggio del veicolo. L'involucro della batteria compete anche per il volume interno con l'elettronica di controllo, le interfacce di carico utile e i sensori.

Le piattaforme di batterie robotiche di MANLY supportano corrente di carica e scarica BMS configurabile, dimensioni fisiche, connettori, cablaggio e comunicazione. Le interfacce opzionali RS485, RS232 e CAN Bus sulla piattaforma da 24 V 30 Ah illustrano anche come la batteria possa essere integrata in un'architettura di controllo del veicolo più ampia anziché trattata come una fonte di energia isolata.

Per lo sviluppo OEM, è qui che diventa utile lavorare direttamente con un produttore di batterie: il pacchetto può essere specificato in base all’involucro elettrico e meccanico del veicolo invece di costringere il veicolo ad accogliere un formato standard non correlato.

Progettare la batteria attorno al veicolo e al sistema di pressione

L'installazione di una batteria sottomarina di successo è una progettazione a livello di sistema.

La batteria al litio deve adattarsi all'architettura di pressione, alla distribuzione elettrica e al piano di galleggiamento del ROV o AUV. Gli ingegneri devono inoltre considerare il percorso dei connettori, i penetratori di pressione, l'accesso per il servizio, la strategia di ricarica e il modo in cui il pacco verrà isolato in caso di guasto.

La progettazione della batteria dovrebbe quindi iniziare a fianco del veicolo anziché dopo la finalizzazione dello scafo.

Il progetto Lobster Robotics fornisce un utile esempio reale di questo approccio. Il suo fornitore di batterie ha lavorato all'interno dell'involucro del veicolo esistente e ha aumentato la durata della batteria disponibile di circa 60%, pur mantenendo un'installazione compatta e requisiti di assistenza sul campo. Questo è un esempio di informazioni ottenute attraverso l'ottimizzazione a livello di pacchetto piuttosto che semplicemente ampliando il veicolo.

Perché il tempo di esecuzione nel mondo reale è spesso inferiore alla cifra principale

La durata reale della batteria dei droni sottomarini cambia perché un ROV non consuma una quantità fissa di energia durante una missione.

La velocità del veicolo, la corrente, la galleggiabilità, l'assetto e il carico utile sono tutti fattori che influenzano l'intensità di lavoro del sistema di propulsione. Gli accessori poi aggiungono un altro livello di domanda.

Propulsori, velocità e corrente dell'acqua

I propulsori sono uno dei carichi elettrici più variabili su un ROV alimentato a batteria.

Un veicolo che mantiene la posizione in acqua in movimento deve produrre una spinta continua semplicemente per rimanere fermo. Lo stesso ROV sospeso in acque calme potrebbe richiedere molta meno potenza di propulsione.

Le manovre ad alta velocità hanno un effetto simile. Blue Robotics consiglia esplicitamente una guida fluida a basso guadagno, ove possibile, per massimizzare la durata della batteria BlueROV2. Le linee guida operative dell’azienda rilevano inoltre che un ROV scarsamente bilanciato o non vicino all’assetto neutro deve lavorare di più per stabilizzare e mantenere la profondità, riducendo il tempo di autonomia.

Il dimensionamento della batteria dovrebbe quindi essere basato sulle condizioni dell’acqua previste piuttosto che sulla sola resistenza in acqua stagnante del laboratorio.

Luci, sonar, pinze e altri carichi utili

Un ROV funzionante è molto più dei suoi propulsori.

Luci ad alto rendimento, sonar, telecamere, bracci manipolatori, apparecchiature acustiche, sistemi di posizionamento, computer e sensori scientifici assorbono energia. Alcuni carichi possono essere relativamente costanti, mentre altri funzionano in modo intermittente.

Il carico utile influisce anche dal punto di vista meccanico sul veicolo. Le apparecchiature aggiuntive possono alterare la resistenza, la galleggiabilità e l'assetto, il che può aumentare la domanda di propulsione anche prima che venga conteggiato il proprio consumo elettrico.

Per questo motivo, una batteria di droni sottomarini progettata per una piattaforma fotografica di base potrebbe richiedere specifiche di capacità o di scarica diverse una volta che lo stesso veicolo diventa una piattaforma di ispezione che trasporta sonar e strumenti.

Temperatura, età della batteria e riserva di missione

La capacità nominale non rimane l’unico numero rilevante per tutta la vita di una batteria.

Le prestazioni delle batterie al litio cambiano con la temperatura e lo stato di salute, mentre l'invecchiamento riduce progressivamente la capacità utilizzabile e la capacità di alimentazione. La ricerca moderna continua a identificare la temperatura, la velocità di carica e scarica, la profondità di scarica e lo stato di carica tra i fattori che influenzano l’invecchiamento degli ioni di litio.

Un piano di missione professionale dovrebbe quindi evitare di dare per scontato che ogni schieramento possa utilizzare 100% dell’energia nominale di una nuova batteria.

L'energia di riserva è particolarmente importante sott'acqua. Il ROV necessita ancora di energia sufficiente per tornare al punto di recupero o mantenere il controllo mentre l'operatore lo recupera.

Capacità della batteria, sostituzione e potenza di superficie: come confrontare correttamente i sistemi

Il confronto energetico più utile non è sempre “quale batteria dura più a lungo?”

Per il lavoro professionale sui ROV, la totale disponibilità operativa può essere più importante di un'immersione ininterrotta. Ciò introduce tre diverse strategie: più energia a bordo, sostituzione rapida della batteria e potenza di superficie continua.

I wattora forniscono un confronto energetico più equo

Wh consente di confrontare batterie con tensioni e capacità diverse sull'energia immagazzinata.

Ad esempio, affermare che una batteria ha 30 Ah mentre un'altra ha 15 Ah di per sé non dice molto. Anche la tensione deve essere nota prima di poter confrontare l'energia immagazzinata.

La stessa cifra Wh non può ancora prevedere un'autonomia identica tra diversi ROV, poiché il consumo di energia dipende dal veicolo.

Un utile confronto unisce quindi:

• energia della batteria in Wh;
• carico medio realistico del sistema;
• requisito di scarico di punta;
• runtime pubblicato e condizioni di test;
• configurazione del carico utile;
• tempo di sostituzione della batteria;
• riserva di missione.

Ciò produce un'immagine molto più chiara di Ah o del solo tempo di autonomia massimo.

Le batterie sostituibili possono essere più importanti della massima autonomia

Immagina una squadra di ispezione che effettua diverse brevi immersioni attorno a una nave, una banchina o una struttura sommersa.

In tale situazione, una batteria di droni sottomarini sostituibile sul campo può mantenere le operazioni in movimento consentendo a un pacco esaurito di caricarsi mentre un altro pacco è in servizio. BlueROV2, Blueye e FIFISH E-GO dimostrano tutti versioni di questo approccio, sebbene l'esatto processo di sostituzione differisca tra le piattaforme.

Per gli OEM, ciò porta a un'importante questione di progettazione nelle prime fasi dello sviluppo:

Il veicolo dovrebbe trasportare la massima energia possibile o dovrebbe essere dotato di una batteria più piccola e riparabile che possa essere sostituita rapidamente?

Uno zaino più grande può estendere ogni dispiegamento, ma il progetto completo deve tenere conto anche della massa, dell’imballaggio e della galleggiabilità.

Quando l’energia di superficie ha più senso

Alcune operazioni richiedono una resistenza difficile da ottenere economicamente con le sole batterie di bordo.

Blue Robotics offre l'energia di superficie come configurazione alternativa per BlueROV2, consentendo il funzionamento continuo anziché fare affidamento su cicli ripetuti della batteria.

La potenza di superficie può essere interessante per lunghe ispezioni statiche, osservazioni da postazione fissa o lavori ripetuti vicino a una nave di supporto. Cambia sostanzialmente anche l'architettura elettrica: la tensione di trasmissione di potenza, le perdite del cavo, l'alimentazione dalla parte superiore, l'hardware di conversione e la sicurezza diventano tutti parte del progetto.

I veri costruttori di ROV sollevano esattamente questo problema. Le discussioni nella comunità ROV sono spesso incentrate sull'opportunità di trasmettere energia attraverso il cavo, caricare di mantenimento un pacco di bordo o semplicemente sostituire le batterie tra un'immersione e l'altra. Queste conversazioni evidenziano la caduta di tensione, le dimensioni del conduttore, il peso del cavo e la corrente di propulsione come preoccupazioni pratiche.

Non esiste quindi un’unica architettura di potenza corretta per ogni drone sottomarino.

Adattamento dell'autonomia della batteria alla missione subacquea

La giusta batteria per droni subacquei è quella che supporta la missione richiesta con una riserva operativa adeguata, non necessariamente la batteria con la capacità maggiore.

Riprese ricreative e brevi sondaggi

Per l'esplorazione ricreativa, le riprese e le brevi indagini visive, la portabilità può essere importante tanto quanto la resistenza.

ROV compatti come CHASING DORY dimostrano che circa un'ora può essere sufficiente per immersioni brevi, mentre GLADIUS MINI S offre una finestra operativa più lunga per gli utenti che si aspettano esplorazioni prolungate o riprese ripetute durante una sessione.

Una batteria più grande non è automaticamente desiderabile se aggiunge peso e volume inutili a un veicolo altamente portatile.

Ispezione, ricerca e operazioni basate su strumenti

L'ispezione professionale crea un profilo di carico diverso.

Un ROV potrebbe dover transitare nell'area di lavoro, mantenere la posizione contro corrente, illuminare una struttura buia, utilizzare il sonar, registrare immagini e utilizzare un manipolatore prima di tornare per il recupero.

In questo ambiente, la selezione della batteria dovrebbe basarsi sul ciclo di lavoro completo. La sostituzione rapida della batteria può essere importante anche se è necessario ispezionare più risorse o luoghi in un giorno lavorativo.

Il sistema a doppia batteria di FIFISH E-GO, i pacchi sostituibili sul campo di Blueye e i rapidi cambi di batteria di BlueROV2 illustrano perché la manutenibilità diventa parte della resistenza piuttosto che una questione separata.

Per un progetto personalizzato, un produttore esperto di batterie può utilizzare il profilo di missione previsto per definire l'energia utilizzabile, la capacità di corrente, il comportamento del BMS e il formato fisico del pacco.

Missioni autonome di lunga durata

Gli AUV introducono un diverso problema di ottimizzazione.

Poiché il veicolo funziona in modo autonomo e può percorrere distanze significative prima del recupero, la densità di energia influisce direttamente sulla quantità di lavoro di rilevamento che può essere completato per ogni lancio. La potenza del carico utile e l’efficienza della propulsione diventano variabili centrali della progettazione.

La specifica HUGIN di KONGSBERG fino a 100 ore a quattro nodi dimostra la portata della resistenza ottenibile in una piattaforma di rilevamento autonoma appositamente costruita.

Il progetto Lobster Robotics fornisce la lezione complementare sulla progettazione delle batterie: aumentare l’energia all’incirca all’interno dello stesso involucro del veicolo ha consentito un tempo di rilevamento sostanzialmente maggiore senza semplicemente ingrandire il drone.

Per questo tipo di piattaforma, la batteria fa parte fin dall'inizio dell'architettura della missione.

Domande frequenti sulla batteria del drone subacqueo

Puoi aumentare l’autonomia di un drone subacqueo con una batteria più grande?

Sì, se la progettazione elettrica e meccanica del veicolo può supportarlo. Una maggiore quantità di Wh utilizzabili normalmente fornisce una maggiore autonomia potenziale, ma anche la tensione della batteria, la corrente di scarica, la massa, le dimensioni, la galleggiabilità, l'assetto, la compatibilità BMS e lo spazio dell'involucro devono corrispondere al ROV. Una batteria di droni sottomarini più grande può persino aumentare la domanda di propulsione se la massa aggiuntiva o uno scarso assetto rendono il veicolo più duro. Per i progetti OEM, la capacità della batteria dovrebbe quindi essere modificata come parte della progettazione completa del veicolo piuttosto che come specifica isolata.

Un drone sottomarino può funzionare continuamente grazie all'energia di superficie?

Alcuni ROV possono farlo. BlueROV2, ad esempio, può essere configurato con un sistema di alimentazione di superficie per il funzionamento continuo invece di fare affidamento esclusivamente su una batteria di bordo. Tuttavia, l’energia di superficie non è un retrofit universale. Il cavo, la tensione di trasmissione, le dimensioni del conduttore, la caduta di tensione, l'elettronica di conversione integrata e la sicurezza elettrica devono essere tutti progettati insieme. I sistemi alimentati a batteria rimangono interessanti laddove la portabilità, la rapida implementazione e l’indipendenza da un’alimentazione elettrica superiore sono priorità.

È possibile portare la batteria di un drone subacqueo su un aereo nel Regno Unito?

Dipende principalmente dalla potenza in wattora della batteria al litio e dal fatto che sia installata o trasportata come scorta. Le linee guida dell'Autorità per l'aviazione civile del Regno Unito affermano che le batterie di riserva agli ioni di litio fino a 100 Wh possono generalmente essere trasportate senza l'approvazione dell'operatore, mentre le batterie superiori a 100 Wh e fino a 160 Wh richiedono l'approvazione dell'operatore. Le batterie di riserva applicabili devono essere trasportate nel bagaglio a mano e protette da cortocircuiti. Anche le batterie devono essere di un tipo conforme ai relativi test UN 38.3. Conferma sempre le regole attuali della compagnia aerea prima del viaggio.

LiFePO4 è adatto per una batteria di droni subacquei?

LiFePO4 può essere adatto laddove le sue caratteristiche di tensione, capacità di potenza, massa e dimensioni del pacco corrispondono al veicolo, ma la chimica dovrebbe essere selezionata a livello di sistema. Diverse piattaforme sottomarine utilizzano diverse tecnologie al litio. Blue Robotics, ad esempio, supporta configurazioni di batterie agli ioni di litio e ai polimeri di litio, mentre la piattaforma robotizzata da 24 V 30 Ah di MANLY utilizza LiFePO4. Per un ROV o AUV personalizzato, il produttore della batteria dovrebbe valutare insieme la densità di energia, i requisiti di scarica, l’imballaggio, la progettazione del BMS e la durata della missione.

Di quanta capacità ha bisogno la batteria di un drone subacqueo?

Inizia con l'energia, non solo con Ah. Stimare il consumo energetico medio del veicolo in watt e moltiplicarlo per la durata della missione richiesta in ore per stabilire un fabbisogno di Wh di base. Quindi tenere conto della riserva di recupero, dei carichi di punta previsti, dell'invecchiamento, della temperatura e dell'intervallo di carica utilizzabile. Propulsori, sonar, illuminazione e manipolatori dovrebbero essere inclusi nel profilo di carico. Questo processo produce un'utile specifica della batteria del drone sottomarino invece di scegliere la capacità da un obiettivo di autonomia principale.

Conclusione

La durata della batteria dei droni subacquei non può essere ridotta a un singolo numero “tipico”. I ROV ricreativi compatti possono funzionare per circa un'ora, molti ROV professionali alimentati a batteria forniscono diverse ore di funzionamento utile e gli AUV appositamente costruiti possono estendere la durata fino a decine di ore.

Il confronto più utile è il modo in cui l’intero sistema energetico supporta la missione. Wh indica l'energia immagazzinata, ma le correnti, il carico del propulsore, le condizioni dell'acqua, i carichi utili, il cambio delle batterie e la potenza di superficie determinano il modo in cui tale energia si traduce in un vero lavoro subacqueo.

Per i programmi OEM ROV e AUV, ciò rende particolarmente importante l’integrazione anticipata delle batterie. MANLY Battery è in grado di configurare i pacchi batteria al litio in base alla tensione, alla capacità, alla corrente BMS, alla comunicazione, al connettore e ai requisiti meccanici richiesti, offrendo agli sviluppatori un percorso pratico da un obiettivo energetico per la missione a un progetto di batteria specifico per l'applicazione.

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