requisiti meccanici e ambientali.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\nMANLY pu\u00f2 personalizzare la tensione, la capacit\u00e0, le dimensioni, la corrente di carica e scarica del BMS, i connettori, gli involucri e il cablaggio della batteria del robot. Le configurazioni robot selezionate supportano anche le comunicazioni CAN Bus, RS485 e RS232.<\/p>\n\n\n\n
La comunicazione pu\u00f2 essere importante quando il controller del veicolo necessita di informazioni su stato di carica, tensione, corrente, temperatura, allarmi o carica. Il protocollo esatto deve ancora corrispondere al controller ROV; avere un'interfaccia fisica CAN o RS485 non rende automaticamente interoperabili due dispositivi.<\/p>\n\n\n\n
Per un progetto OEM, un produttore di batterie dovrebbe quindi trattare le celle, il BMS, l'interfaccia del controller, il cablaggio, il sistema di ricarica e l'involucro meccanico come un'unica architettura di alimentazione integrata.<\/p>\n\n\n\n
Cosa riduce l\u2019autonomia della batteria del drone subacqueo?<\/h2>\n\n\n\n La domanda dei propulsori \u00e8 spesso la variabile pi\u00f9 importante nell\u2019autonomia dei droni subacquei, ma non \u00e8 l\u2019unica. La corrente, la resistenza del cavo, i carichi utili, l'illuminazione, il sonar, l'equilibrio del veicolo, la temperatura e la tecnica operativa possono modificare il consumo energetico medio.<\/p>\n\n\n\n
Carico del propulsore, velocit\u00e0, corrente e resistenza del cavo<\/h3>\n\n\n\n La potenza di propulsione cambia continuamente.<\/p>\n\n\n\n
Una manovra lenta pu\u00f2 richiedere solo una frazione della spinta disponibile. Il movimento sostenuto ad alta velocit\u00e0 o il mantenimento della posizione contro corrente richiedono che i propulsori lavorino molto pi\u00f9 duramente.<\/p>\n\n\n\n
Blue Robotics illustra questa differenza direttamente nelle specifiche di runtime BlueROV2: circa due ore in condizioni di utilizzo normale rispetto a circa quattro ore in condizioni di utilizzo leggero. Nelle discussioni tecniche sui calcoli della potenza del ROV, Blue Robotics rileva inoltre che presupporre che ogni propulsore funzioni continuamente alla massima potenza non rappresenta un funzionamento tipico.<\/p>\n\n\n\n
La resistenza del cavo aggiunge un altro carico esterno. Un cavo pi\u00f9 dispiegato significa pi\u00f9 cavo esposto all'acqua in movimento, quindi il diametro del cavo, la galleggiabilit\u00e0, il percorso e la direzione della corrente possono tutti influenzare la propulsione richiesta per mantenere la posizione.<\/p>\n\n\n\n
Luci, sonar, telecamere e manipolatori<\/h3>\n\n\n\n Le apparecchiature ausiliarie consumano parte dello stesso budget energetico.<\/p>\n\n\n\n
Un ROV di osservazione di base pu\u00f2 gestire una telecamera, un controller, un hardware di comunicazione e un'illuminazione moderata. Una piattaforma di ispezione professionale pu\u00f2 aggiungere sonar per immagini, sensori di posizionamento, luci aggiuntive, computer di bordo e un manipolatore.<\/p>\n\n\n\n
Il modello di potenza corretto \u00e8 quindi:<\/p>\n\n\n\n
Potenza media della missione = carico di propulsione + elettronica + sensori + illuminazione + strumenti + perdite di conversione<\/strong><\/p>\n\n\n\nNon tutti i dispositivi funzionano sempre alla massima potenza, quindi l'utilizzo del ciclo di lavoro \u00e8 pi\u00f9 realistico che sommare insieme tutti i valori massimi indicati sulla targa.<\/p>\n\n\n\n
Ad esempio, un manipolatore pu\u00f2 assorbire una notevole potenza quando si muove ma quasi nessuna quando \u00e8 inattivo. Le luci possono funzionare continuamente durante un'ispezione in acque scure. Il sonar e l'elettronica di navigazione possono rimanere alimentati per tutta l'immersione.<\/p>\n\n\n\n
Questo modello operativo \u00e8 ci\u00f2 che converte un elenco di componenti in un requisito realistico della batteria.<\/p>\n\n\n\n
Temperatura dell'acqua, galleggiabilit\u00e0 e assetto del veicolo<\/h3>\n\n\n\n L\u2019efficienza della batteria e del veicolo dipende anche dalle condizioni fisiche di funzionamento.<\/p>\n\n\n\n
La temperatura pu\u00f2 influire sulle prestazioni della batteria al litio, in particolare quando le condizioni si allontanano dal range operativo preferito delle celle. La scelta della batteria dovrebbe quindi basarsi sull\u2019ambiente termico effettivo piuttosto che sulla sola capacit\u00e0 della temperatura ambiente.<\/p>\n\n\n\n
L'equilibrio del veicolo \u00e8 altrettanto importante. Un ROV ben assettato e vicino all'assetto neutro non deve spendere tanta energia di propulsione per correggere continuamente la profondit\u00e0 o l'assetto.<\/p>\n\n\n\n
Blue Robotics consiglia specificamente di impostare BlueROV2 vicino alla galleggiabilit\u00e0 neutra per la durata e la maneggevolezza della batteria; un veicolo eccessivamente positivo o negativo deve utilizzare pi\u00f9 spinta per mantenere la profondit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n
La profondit\u00e0 stessa non dovrebbe essere trattata come una semplice relazione \u201cpi\u00f9 profondo equivale a un consumo della batteria pi\u00f9 rapido\u201d. I fattori pi\u00f9 rilevanti sono l'energia richiesta per la discesa e la risalita, il comportamento del cavo, i requisiti del sistema di pressione, la corrente alla profondit\u00e0 di lavoro e la durata del viaggio del ROV prima di raggiungere l'area di lavoro.<\/p>\n\n\n\n
Come calcolare l'autonomia del ROV dalla capacit\u00e0 della batteria e dall'assorbimento di potenza<\/h2>\n\n\n\n Il calcolo teorico di base \u00e8 semplice:<\/p>\n\n\n\n
Autonomia (ore) = energia utilizzabile della batteria (Wh) \u00f7 potenza media del ROV (W)<\/strong><\/p>\n\n\n\nLa parte difficile \u00e8 determinare l'energia utilizzabile realistica e la potenza media della missione.<\/p>\n\n\n\n
Converti tensione e ampere-ora in watt-ora<\/h3>\n\n\n\n Gli ampere-ora da soli non dicono quanta energia immagazzina una batteria.<\/p>\n\n\n\n
Utilizzo:<\/p>\n\n\n\n
Wattora (Wh) = tensione nominale (V) \u00d7 ampere (Ah)<\/strong><\/p>\n\n\n\nPer esempio:<\/p>\n\n\n\n
\n25,6 V \u00d7 20 Ah = 512 Wh<\/li>\n\n\n\n 25,6 V \u00d7 50 Ah = 1.280 Wh<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\nQuesto \u00e8 il motivo per cui i wattora sono pi\u00f9 utili degli ampere quando si confrontano batterie a tensioni diverse.<\/p>\n\n\n\n
Una batteria da 20 Ah ad un voltaggio non contiene la stessa energia di una batteria da 20 Ah ad un altro voltaggio.<\/p>\n\n\n\n
Stimare la potenza media della missione, non solo la potenza di picco<\/h3>\n\n\n\n La potenza di picco risponde a una domanda ingegneristica: La batteria \u00e8 in grado di supportare in sicurezza il carico massimo previsto?<\/strong><\/p>\n\n\n\nLa potenza media risponde ad un'altra: Quanto velocemente verr\u00e0 consumata l'energia immagazzinata?<\/strong><\/p>\n\n\n\nEntrambi contano.<\/p>\n\n\n\n
Supponiamo che un ROV abbia sei o otto propulsori. Sommando la potenza elettrica massima di ciascun propulsore e assumendo che il carico totale persista durante l'intera immersione, normalmente si sovrastimer\u00e0 il consumo energetico della missione. Al contrario, dimensionare la batteria solo per la navigazione in acque calme pu\u00f2 sottostimare ci\u00f2 che il pacco deve fornire durante le manovre con molta corrente.<\/p>\n\n\n\n
La guida tecnica di Blue Robotics fa la stessa distinzione: la durata effettiva della batteria dipende fortemente dall\u2019aggressivit\u00e0 con cui opera il veicolo e tutti i propulsori che funzionano simultaneamente alla massima potenza non sono una tipica condizione continua.<\/p>\n\n\n\n
Un foglio di lavoro di ingegneria pi\u00f9 utile \u00e8 simile al seguente:<\/p>\n\n\n\nCarico<\/th> Potenza media<\/th> Tempo o ciclo di lavoro<\/th> Missione Energia<\/th><\/tr> Propulsori<\/td> Misurato\/stimato<\/td> Dipendente dalla missione<\/td> W \u00d7 ore<\/td><\/tr> Fotocamera e controllo<\/td> Misurato\/stimato<\/td> Solitamente continuo<\/td> W \u00d7 ore<\/td><\/tr> Luci<\/td> Misurato\/stimato<\/td> Come richiesto<\/td> W \u00d7 ore<\/td><\/tr> Sonar<\/td> Misurato\/stimato<\/td> Come richiesto<\/td> W \u00d7 ore<\/td><\/tr> Manipolatore<\/td> Misurato\/stimato<\/td> Intermittente<\/td> W \u00d7 ore<\/td><\/tr> Altri carichi utili<\/td> Misurato\/stimato<\/td> Dipendente dalla missione<\/td> W \u00d7 ore<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\nAggiungi i wattora previsti per ciascun carico per creare un budget energetico per la missione.<\/p>\n\n\n\n
Aggiungi riserva operativa e convalida con i dati del campo<\/h3>\n\n\n\n L'autonomia calcolata non deve essere considerata come il punto in cui si prevede che la batteria si scaricher\u00e0.<\/p>\n\n\n\n
La riserva richiesta dipende dal veicolo, dal rischio della missione, dal metodo di recupero, dai limiti del BMS, dall'incertezza ambientale e dalle procedure dell'operatore. Un veicolo che ispeziona un serbatoio accanto a una piattaforma di accesso ha un profilo di recupero diverso da un ROV offshore che opera a notevole distanza dal suo punto di lancio.<\/p>\n\n\n\n
Dopo l\u2019implementazione del prototipo, i dati misurati dovrebbero sostituire le ipotesi ove possibile.<\/p>\n\n\n\n
I record utili includono:<\/p>\n\n\n\n
\ncorrente media;<\/li>\n\n\n\n corrente di picco;<\/li>\n\n\n\n tensione della batteria;<\/li>\n\n\n\n durata della missione;<\/li>\n\n\n\n stato di carica iniziale e finale;<\/li>\n\n\n\n temperatura dell'acqua;<\/li>\n\n\n\n condizioni attuali;<\/li>\n\n\n\n lunghezza del cavo dispiegato;<\/li>\n\n\n\n configurazione del carico utile;<\/li>\n\n\n\n fase di missione.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\nDiverse immersioni in condizioni rappresentative possono produrre un profilo energetico molto pi\u00f9 utile rispetto a un'autonomia stimata basata solo sulle specifiche del catalogo.<\/p>\n\n\n\n
Questo profilo misurato fornisce inoltre al produttore di batterie una base pi\u00f9 solida per decidere se \u00e8 appropriata una capacit\u00e0 aggiuntiva, una diversa capacit\u00e0 di corrente, impostazioni BMS riviste o un\u2019altra architettura del pacco.<\/p>\n\n\n\n
Scegliere le batterie per droni subacquei per la tua missione ROV<\/h2>\n\n\n\n La giusta batteria per droni subacquei non \u00e8 semplicemente quella con il maggior numero di Ah. Compatibilit\u00e0 di tensione, wattora, corrente continua, corrente di picco, comportamento BMS, dimensioni, peso, carica, comunicazione e integrazione del sistema di pressione devono lavorare tutti insieme.<\/p>\n\n\n\n
Ioni di litio, LiPo o LiFePO4?<\/h3>\n\n\n\n Non esiste un\u2019unica composizione chimica del litio adatta a ogni ROV.<\/p>\n\n\n\n
I sistemi ROV commerciali gi\u00e0 dimostrano questa diversit\u00e0. Blue Robotics offre approcci con batterie sia agli ioni di litio che ai polimeri di litio per BlueROV2, mentre le piattaforme robotiche di MANLY utilizzano LiFePO4.<\/p>\n\n\n\n
La selezione dovrebbe essere basata sull'applicazione:<\/p>\n\n\n\n
Ioni di litio:<\/strong>Lithium-polymer:<\/strong>LiFePO4:<\/strong>MANLY Battery utilizza LiFePO4 nelle sue attuali piattaforme di batterie per robot, comprese le configurazioni da 24 V 20 Ah e 24 V 50 Ah discusse sopra.<\/p>\n\n\n\n
Tensione, Corrente Continua, Corrente di Picco e BMS<\/h3>\n\n\n\n Una batteria al litio per un ROV deve soddisfare diversi vincoli elettrici contemporaneamente.<\/p>\n\n\n\n
Voltaggio<\/strong> deve corrispondere all'autonomia elettrica consentita del veicolo.<\/p>\n\n\n\nCorrente continua<\/strong> deve coprire la propulsione sostenuta e i carichi ausiliari senza superare i limiti di batteria, BMS, cablaggio o connettori.<\/p>\n\n\n\nCorrente di picco<\/strong> deve soddisfare brevi aumenti di carico come manovre rapide o richiesta simultanea di propulsori laddove l'architettura ROV lo consente.<\/p>\n\n\n\nIl BMS<\/strong> deve proteggere le celle pur rimanendo compatibile con il normale funzionamento del veicolo. Una protezione da sovracorrente che scatta al di sotto di un picco di propulsione legittimo, ad esempio, interromperebbe la missione anche se la batteria immagazzina molta energia.<\/p>\n\n\n\nPer i sistemi connessi, i requisiti di comunicazione possono includere stato di carica, tensione, corrente, temperatura, avvisi e coordinamento del caricabatterie. Queste funzioni dovrebbero essere definite prima che un pacchetto personalizzato venga finalizzato piuttosto che aggiunte dopo che l'elettronica del ROV \u00e8 gi\u00e0 stata progettata.<\/p>\n\n\n\n
Scambio di batterie, energia di superficie e logistica sul campo<\/h3>\n\n\n\n La capacit\u00e0 di missione lunga non richiede sempre una batteria di bordo molto grande.<\/p>\n\n\n\n
Esistono tre scelte architettoniche comuni:<\/p>\n\n\n\n
\nPi\u00f9 energia a bordo<\/strong> per intervalli pi\u00f9 lunghi tra il recupero.<\/li>\n\n\n\nBatterie sostituibili<\/strong> in modo che un veicolo possa tornare rapidamente in servizio.<\/li>\n\n\n\nPotenza di superficie<\/strong> quando il funzionamento continuo \u00e8 pi\u00f9 importante dell'alimentazione di bordo completamente autonoma.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\nBlue Robotics, ad esempio, specifica che la sua batteria BlueROV2 pu\u00f2 essere sostituita in circa 30 secondi e supporta anche un\u2019architettura di alimentazione di superficie separata per il funzionamento continuo.<\/p>\n\n\n\n
L\u2019energia di superficie cambia radicalmente il problema energetico. Invece di trasportare a bordo l\u2019intera energia della missione, l\u2019energia elettrica viaggia attraverso il cavo dalla superficie. Ci\u00f2 elimina il normale limite di autonomia della batteria di bordo, sebbene la durata effettiva dell\u2019implementazione dipenda ancora dalle caratteristiche dell\u2019attrezzatura, dalle operazioni dell\u2019equipaggio, dalla manutenzione, dalla gestione dei cavi e dalla fonte di alimentazione di superficie.<\/p>\n\n\n\n
Domande sulla potenza di bordo rispetto a quella di superficie compaiono ripetutamente anche nelle comunit\u00e0 di utenti ROV, in particolare tra i costruttori che cercano di bilanciare le perdite di cavo, il peso del veicolo, la domanda attuale e la resistenza.<\/p>\n\n\n\n
Il secondo riferimento che hai fornito raggiunge la stessa utile distinzione: i ROV alimentati a batteria e quelli di superficie hanno modelli di resistenza fondamentalmente diversi.<\/p>\n\n\n\n
Per il lavoro sul campo ripetuto, il tempo di attivit\u00e0 pu\u00f2 quindi dipendere tanto dallo scambio dei pacchi, dalla logistica di ricarica e dalla pianificazione della batteria di riserva quanto dall'autonomia di una batteria.<\/p>\n\n\n\n
Domande frequenti sulla batteria del drone subacqueo<\/h2>\n\n\n\nUna batteria pi\u00f9 grande garantisce sempre una maggiore autonomia del ROV?<\/h3>\n\n\n\n Pi\u00f9 wattora generalmente forniscono pi\u00f9 energia immagazzinata, ma una batteria pi\u00f9 grande non produce automaticamente un aumento proporzionale dell\u2019autonomia del ROV. Il pacchetto aggiunto pu\u00f2 modificare il peso, la galleggiabilit\u00e0, le dimensioni e l\u2019assetto del veicolo, mentre la batteria deve comunque soddisfare i requisiti di tensione e corrente. Confronta Che<\/strong>, non solo Ah, e valutare l'intero budget energetico della missione. Per le batterie personalizzate per droni subacquei, l\u2019integrazione meccanica dovrebbe essere considerata insieme alla capacit\u00e0 elettrica.<\/p>\n\n\n\nUn drone sottomarino pu\u00f2 funzionare continuamente grazie all'energia di superficie?<\/h3>\n\n\n\n S\u00cc. Un ROV collegato correttamente progettato pu\u00f2 ricevere energia elettrica da una fonte di alimentazione superiore invece di fare affidamento solo su una batteria di bordo. Blue Robotics offre una configurazione a potenza di superficie per il funzionamento continuo di BlueROV2.<\/p>\n\n\n\n
Il sistema richiede molto pi\u00f9 del semplice collegamento di un cavo di ricarica al veicolo. Le dimensioni del conduttore, la tensione di trasmissione, la caduta di tensione, l'elettronica di conversione, la protezione elettrica, i connettori sottomarini e l'architettura di alimentazione del ROV devono essere tutti progettati per il carico richiesto.<\/p>\n\n\n\n
Quanto dura la batteria di un drone subacqueo prima della sostituzione?<\/h3>\n\n\n\n L'autonomia per carica e la durata della batteria sono specifiche diverse. Il runtime descrive per quanto tempo una missione pu\u00f2 funzionare prima di ricaricarsi; La durata di servizio descrive il modo in cui la batteria mantiene la capacit\u00e0 utilizzabile dopo ripetuti cicli di carica-scarica e invecchiamento del calendario.<\/p>\n\n\n\n
La durata del ciclo dipende dalla chimica della cella, dalla profondit\u00e0 di scarica, dalla temperatura, dalle condizioni di carica, dalla domanda corrente, dallo stato di conservazione e dal criterio di fine vita del produttore. L'attuale specifica LiFePO4 da 24 V 20 Ah di MANLY indica 6.000 cicli alla profondit\u00e0 di scarica 80% nelle condizioni specificate.<\/p>\n\n\n\n
Lo stato della batteria dovrebbe comunque essere valutato rispetto all'applicazione reale piuttosto che presumere che ogni field pack riproduca una cifra di ciclo di catalogo.<\/p>\n\n\n\n
La capacit\u00e0 in Watt-ora \u00e8 pi\u00f9 utile degli Amp-ora per un ROV?<\/h3>\n\n\n\n S\u00ec, quando si confrontano batterie con voltaggi diversi. I wattora rappresentano l'energia immagazzinata perch\u00e9 combinano tensione e capacit\u00e0 amperora:<\/p>\n\n\n\n
Wh = V \u00d7 Ah<\/strong><\/p>\n\n\n\nUn pacco da 25,6 V 20 Ah immagazzina 512 Wh, mentre un pacco da 25,6 V 50 Ah immagazzina 1.280 Wh. Gli ampere-ora da soli non possono mostrare quella differenza quando la tensione cambia. I valori di corrente devono quindi essere controllati separatamente perch\u00e9 i wattora descrivono la capacit\u00e0 energetica, non la quantit\u00e0 di corrente che il pacco pu\u00f2 fornire in tutta sicurezza in una sola volta.<\/p>\n\n\n\n
Quali informazioni dovrei fornire al produttore di batterie per una batteria ROV personalizzata?<\/h3>\n\n\n\n Inizia con la tensione nominale del ROV, l'intervallo di tensione consentito, la durata della missione desiderata, la potenza media misurata, la corrente continua e di picco, le dimensioni dello spazio della batteria, i limiti di peso, il connettore, il metodo di ricarica, l'intervallo di temperatura, i requisiti BMS e il protocollo di comunicazione.<\/p>\n\n\n\n
Descrivi anche la missione: ispezione visiva, mantenimento della stazione ad alta corrente, rilevamento sonar, manipolazione o un altro profilo di servizio. Questi dettagli consentono al produttore della batteria di tradurre l'autonomia richiesta in requisiti di energia, corrente, BMS, meccanici e di integrazione invece di selezionare un pacco solo dalla capacit\u00e0 Ah.<\/p>\n\n\n\n
Conclusione<\/h2>\n\n\n\n La risposta utile alla domanda \u201cQuanto durano le batterie dei droni subacquei?\u201d non \u00e8 un singolo numero. Le specifiche ROV pubblicate mostrano gi\u00e0 che un veicolo pu\u00f2 fornire tempi di autonomia molto diversi a seconda che sia in bilico, a crociera leggera o operando con un'elevata domanda di propulsione.<\/p>\n\n\n\n
Per l'ispezione visiva e l'osservazione lenta, una manovra efficiente e un assetto neutro possono aiutare a mantenere la potenza media relativamente bassa. Schemi di ricerca, transito prolungato, mantenimento della stazione ad alta corrente, sonar, manipolatori e altri carichi utili aumentano il fabbisogno energetico della missione.<\/p>\n\n\n\n
Inizia con i wattora per stabilire l'energia immagazzinata, quindi verifica la tensione, la corrente continua, la corrente di picco, il comportamento del BMS, i requisiti ambientali e il ciclo di lavoro completo della missione.<\/p>\n\n\n\n
Per lo sviluppo di ROV OEM, la batteria LiFePO4 da 24 V 20 Ah 512 Wh di MANLY Battery e la batteria per robot da 24 V 50 Ah 1.280 Wh forniscono due piattaforme di riferimento elettriche esistenti. MANLY pu\u00f2 anche sviluppare configurazioni di batterie personalizzate in base ai requisiti di tensione, capacit\u00e0, corrente, BMS, comunicazione, connettore, cablaggio e meccanici del progetto. Il sistema di alimentazione sottomarino finale dovrebbe quindi essere progettato e convalidato per la profondit\u00e0 operativa effettiva, la copertura, il carico utile e il profilo di missione del ROV.<\/p>\n\n\n\n
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