Wie lassen sich Drohnenbatterien nach unterschiedlichen Standards klassifizieren?

Da die Einsatzmöglichkeiten von Drohnen immer weiter zunehmen – von Luftaufnahmen für Verbraucher und landwirtschaftlichem Pflanzenschutz bis hin zu Industrieinspektionen und Notfallrettung – werden die unterschiedlichen Anforderungen an die Hauptenergiequelle von Drohnen – Batterien – immer deutlicher. Das Verständnis der Klassifizierungsstandards für Drohnenbatterien ermöglicht eine schnelle Identifizierung von Produkten, die bestimmte Anforderungen erfüllen. Heute sezieren wirDrohnenbatterieKategorien aus verschiedenen Klassifizierungsdimensionen, die die Kerneigenschaften und geeigneten Anwendungen jedes Batterietyps verdeutlichen.

I. Klassifizierung nach chemischer Zusammensetzung: Die Grundlage für die Leistung von Kernbatterien

1. Lithium-Polymer-Akku (LiPo):

Lithium-Polymer-Batterien dominieren aufgrund ihrer doppelten Vorteile „hohe Energiedichte und leichtes Design“ bei Luftbilddrohnen für Endverbraucher.

Zu den Hauptmerkmalen gehören Energiedichten von 250–400 Wh/kg, ein um über 30 % geringeres Gewicht als herkömmliche Batterien bei gleicher Kapazität und eine deutlich längere Flugdauer. Ihre flexible Beutelverpackung ermöglicht individuelle Formen – wie schlanke oder unregelmäßige Designs – und passt perfekt zu kompakten Luftbilddrohnen.

2. Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion):

Lithium-Ionen-Batterien zeichnen sich durch eine längere Lebensdauer, geringere Kosten und überlegene Sicherheit aus. Ihre Zyklenanzahl erreicht das 500- bis 1000-fache – das 1,5- bis 2-fache der von Lithium-Polymer-Batterien – und macht sie ideal für Industriedrohnen, die Hochfrequenzvorgänge erfordern, wie z. B. Logistiklieferungen und langfristige Energieinspektionsdrohnen.

Zu ihren Nachteilen gehören eine etwas geringere Energiedichte (ca. 200–300 Wh/kg) und ein relativ höheres Gewicht, wodurch sie besser für Szenarien geeignet sind, bei denen eine stabile Ausdauer Vorrang vor der Tragbarkeit hat.

3. Nickel-Metallhydrid-Batterien (Ni-MH):

Ni-MH-Akkus weisen unter extremen Bedingungen wie niedrigen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit eine hervorragende Umweltbeständigkeit auf. Sie arbeiten stabil zwischen -30 °C und 60 °C und haben keinen Memory-Effekt, wodurch sie sich für spezielle Drohnenanwendungen wie Polarforschung und Rettungseinsätze in großer Höhe eignen. Allerdings haben Ni-MH-Akkus eine geringe Energiedichte (nur 60–120 Wh/kg), sind schwer, bieten eine kurze Lebensdauer und weisen eine Selbstentladung auf (ca. 10–15 % pro Monat). Derzeit hauptsächlich als Pufferbatterien für Nischenanwendungen eingesetzt, werden sie nach und nach durch leistungsstarke Lithiumbatterien ersetzt.

II. Klassifizierung nach physikalischer Struktur: Anpassung an verschiedene Modelle

1. Maßgeschneiderte Batterien:

Spezialisierte Modelle wie landwirtschaftliche Pflanzenschutzdrohnen und große industrielle Inspektionsdrohnen erfordern aufgrund der besonderen Platzbeschränkungen und Nutzlastanforderungen in der Flugzeugzelle oft maßgeschneiderte Batterien.

Kundenspezifische Batterien bieten eine hervorragende Kompatibilität und Energieausnutzung, sind jedoch nicht vielseitig einsetzbar. Sie können nicht zwischen verschiedenen Drohnenmarken oder -modellen ausgetauscht werden, sodass für jedes Design ein spezifischer Austausch erforderlich ist, was die Wartungskosten erhöht.

2. Standardisierte Batterien: Die „universelle Wahl“ für Verbrauchermärkte

Bei Luftbilddrohnen für Endverbraucher steht ein benutzerfreundlicher Austausch im Vordergrund, wobei überwiegend standardisierte Batterien zum Einsatz kommen. Diese zeichnen sich durch einheitliche Formen und universelle Schnittstellenspezifikationen aus.

III. Klassifizierung nach Spannungsspezifikationen: Passende Leistungsanforderungen für Drohnen

Unterschiedliche Drohnenmotorleistungen erfordern unterschiedliche Batteriespannungen. Anhand der Spannungsspezifikationen werden Batterien in Einzelzelleneinheiten und Kombinationen aus mehreren Serien eingeteilt:

1. Einzelzellenbatterien: Diese kompakten und leichten Batterien versorgen Drohnen einzeln mit Strom. Sie bieten niedrige Kosten und einen einfachen Austausch, bieten jedoch eine begrenzte Flugzeit (normalerweise 5–15 Minuten).

2. Mehrserien-Kombinationsbatterien: Mittlere bis große Drohnen (z. B. Sprühdrohnen, Logistikdrohnen) benötigen eine höhere Motorleistung. Mehrere Einzelzellenbatterien werden zur Erhöhung der Spannung in Reihe geschaltet und bilden so „Mehrserien-Kombinationsbatterien“.

Spannung und Kapazität von Multi-Serien-Batterien können je nach Bedarf angepasst werden. Beispielsweise eignet sich eine Batterie der 6er-Serie für mittelgroße Luftbilddrohnen (20–30 Minuten Lebensdauer), während eine Batterie der 14er-Serie für große landwirtschaftliche Drohnen (40–60 Minuten Lebensdauer) geeignet ist.

IV. Klassifizierung nach Anwendungsszenario: Ausrichtung auf praktische Bedürfnisse

1. Verbraucherbatterien: Leicht und langlebig

Sie legen Wert auf geringes Gewicht und Tragbarkeit und verfügen typischerweise über Kapazitäten von 2000–5000 mAh, Spannungen von 11,1–14,8 V, Flugzeiten von 15–30 Minuten und unterstützen schnelles Laden.

2. Batterien in Agrarqualität: Hohe Kapazität und Wetterbeständigkeit

Die Kapazität beträgt typischerweise mehr als 10.000 mAh, die Spannung reicht von 22,2–51,8 V und verfügt über wasser-, staub- und stoßfeste Eigenschaften (Schutzart IP67). Entwickelt, um Schlamm, Wasser und Staub unter Feldbedingungen standzuhalten, mit einer Laufzeit von 30–60 Minuten.

3. Notbatterien: Extreme Umgebungen

Große Temperaturtoleranz (-30 °C bis 60 °C), mit Stoßfestigkeit und Korrosionsschutz. Einige Modelle verfügen über explosionsgeschützte Gehäuse und eignen sich daher für Szenarien wie Erdbebenrettung und Waldbrandbekämpfung. Sie liefern eine stabile Stromversorgung unter rauen Bedingungen.

4. Batterien in Industriequalität: Lange Lebensdauer und hohe Stabilität

Lange Zyklenlebensdauer (800–1200 Zyklen), unterstützt Hochstromentladung (Entladerate 10–20 °C), geeignet für Hochfrequenzvorgänge wie Logistiklieferungen, Inspektionen von Stromleitungen und Überwachung von Öl-/Gaspipelines.

Abschluss

Mit der Weiterentwicklung der Drohnentechnologie werden auch die Batterieklassifizierungen immer weiter verfeinert. Beispielsweise drängen neuartige Festkörperbatterien nach und nach auf den Verbrauchermarkt und könnten in Zukunft zu einer neuen Klassifizierungskategorie werden. Das Verständnis der Batterieklassifizierungsstandards hilft Benutzern nicht nur bei der genauen Produktauswahl, sondern verbessert auch das Verständnis der Zusammenspiellogik zwischen Batterieleistung und Drohnenanwendungen, was einen effizienteren und sichereren Drohnenbetrieb ermöglicht.