Rozwiązania w zakresie dopasowanych baterii do noszenia (CWB) to systemy magazynowania energii dopasowane do kształtu ciała, zaprojektowane w celu rozłożenia energii elektrycznej na tułów żołnierza, zamiast polegania na sztywnych, scentralizowanych zestawach. Zintegrowana z nośnikami płyt, kamizelkami taktycznymi lub sprzętem nośnym, dopasowana bateria do noszenia dopasowuje się do anatomicznej krzywizny ciała, zachowując jednocześnie kontrolowaną sztywność i ochronę do zastosowań wojskowych.
W tej kategorii prezentowani są czołowi dostawcy baterii dopasowanych do ciała, które zasilają noszone przez żołnierzy urządzenia elektroniczne, takie jak radiostacje, urządzenia nawigacyjne, czujniki i koncentratory zasilania, poprawiając równowagę, zmniejszając ryzyko zaczepienia się oraz ograniczając zmęczenie.
Przeczytaj Przegląd technologii
Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz Baterie dopasowane do odzieży, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.
Rozwiązania w zakresie baterii dopasowanych do ciała (CWB) to systemy magazynowania energii o kształcie dopasowanym do sylwetki, zaprojektowane tak, aby można je było nosić bezpośrednio na ciele żołnierza, a nie przenosić w postaci sztywnych, wystających bloków. W odróżnieniu od tradycyjnych prostokątnych pakietów akumulatorowych, akumulator CWB został zaprojektowany tak, aby dopasowywał się do naturalnej krzywizny ludzkiego tułowia i zazwyczaj jest zintegrowany z nośnikami płytowymi, kamizelkami taktycznymi lub sprzętem nośnym.
Cechą charakterystyczną baterii dopasowanej jest raczej zgodność geometryczna niż ekstremalna elastyczność. Pozwala to baterii na owinięcie się wokół ciała przy zachowaniu kontrolowanej sztywności mechanicznej i wewnętrznej ochrony wymaganej w środowiskach wojskowych. Na poziomie systemowym CWB funkcjonują jako rozproszone źródła zasilania, rozkładając magazynowanie energii na większą powierzchnię zamiast koncentrować masę w okolicy talii lub ramion. Ta zmiana architektury zasadniczo zmienia sposób przenoszenia, zarządzania i ochrony energii elektrycznej w środowisku piechoty.
Współczesny żołnierz działa jako sieciowy system bojowy. Radia, odbiorniki GPS, czujniki wojny elektronicznej, urządzenia noktowizyjne, kamery noszone na ciele oraz czujniki biometryczne – wszystkie one konkurują o zasilanie. W konwencjonalnych konstrukcjach akumulatorów dla żołnierzy ciężar skupia się w małych, sztywnych blokach, co zwiększa zmęczenie, ogranicza ruchy i tworzy punkty ucisku, które zmniejszają wytrzymałość podczas długotrwałych misji. Komplikują one również prowadzenie kabli i ograniczają możliwości rozmieszczenia sprzętu na ciele. Akumulatory CWB rozwiązują te problemy poprzez redystrybucję masy, zmniejszenie gabarytów i poprawę ergonomicznej integracji.
Akumulator SoloPack, wytrzymały, ładowalny akumulator litowo-jonowy do ładowania i zasilania urządzeń operacyjnych na polu walki, firmy Galvion
Głównym zastosowaniem baterii CWB są zadania piechoty zdesantowanej oraz wsparcie bojowe. Baterie te są zazwyczaj wbudowane w kamizelki kuloodporne lub miękkie panele pancerne, dostarczając energię do baterie radiowe, urządzenia nawigacyjne oraz koncentratory zasilania systemów żołnierskich. Dzięki zastosowaniu architektury rozproszonej energia jest dostarczana bliżej miejsca użytkowania, co zmniejsza złożoność okablowania i poprawia ogólną niezawodność systemu poprzez minimalizację ryzyka zaplątania się przewodów.
Siły specjalne stawiają na pierwszym miejscu dyskrecję, wytrzymałość i zdolność adaptacji. Moduły CWB są szczególnie cenne w tych misjach ze względu na niewielkie rozmiary i ograniczoną widoczność. Dzięki zminimalizowaniu wystających elementów i zmniejszeniu konieczności częstej wymiany baterii moduły CWB umożliwiają dłuższe trwanie misji przy mniejszym obciążeniu logistycznym. Możliwość dostosowania ich do konkretnego wyposażenia sprawia, że doskonale nadają się do konfiguracji dostosowanych do konkretnych misji, w których mobilność ma kluczowe znaczenie.
Urządzenia CWB są coraz częściej wykorzystywane przez jednostki saperów, zespoły antyterrorystyczne oraz wyspecjalizowane służby ratownicze. Użytkownicy ci mają podobne wymagania dotyczące zasilania w środowiskach wymagających wysiłku fizycznego, często podczas noszenia ciężkiego sprzętu ochronnego. CWB umożliwiają ciągłe działanie systemów łączności, czujników oraz narzędzi służących do orientacji sytuacyjnej bez uszczerbku dla mobilności lub bezpieczeństwa użytkownika podczas interwencji w warunkach dużego stresu.
Baterie CWB są obecnie uważane za podstawowy element programów dotyczących żołnierzy nowej generacji. W miarę ewolucji systemów żołnierskich w kierunku w pełni zintegrowanych architektur zasilania, danych i łączności, baterie CWB zapewniają warstwę energii fizycznej niezbędną do utrzymania stałej łączności. Umożliwiają one przyszły rozwój możliwości, takich jak wyświetlacze HUD z wykorzystaniem rzeczywistości rozszerzonej (AR), bez zwiększania obciążenia operatora.
Akumulatory litowo-jonowe typu pouch firmy American Lithium Energy
Nowoczesne rozwiązania w zakresie akumulatorów do noszenia są zaprojektowane tak, aby dopasowywały się do anatomicznych konturów ciała, najczęściej w okolicy tułowia. Taka geometria pozwala na przyleganie akumulatora do kamizelki kuloodpornej lub odzieży miękkiej, poprawiając równowagę i komfort użytkownika. Dzięki rozłożeniu ciężaru na większą powierzchnię, dopasowany akumulator do noszenia zmniejsza miejscowe zmęczenie i urazy związane z uciskiem, które występują w przypadku tradycyjnych zestawów.
Integracja z kamizelką kuloodporną jest podstawowym czynnikiem projektowym, zapewniającym współistnienie baterii z płytami balistycznymi i systemami nawadniającymi bez zakłócania ochrony. Te czynniki dotyczą zarówno mniejszych baterii typu pouch, jak i większych zestawów baterii do noszenia, które często są konstruowane tak, aby zmieścić się w uchwycie na magazynek.
Chociaż często określa się je mianem elastycznych baterii do noszenia, większość konstrukcji to systemy półsztywne o starannie kontrolowanych promieniach gięcia. Nadmierna elastyczność może zagrozić wewnętrznej ochronie ogniw i połączeniom elektrycznym. Projektanci równoważą ograniczoną elastyczność z wytrzymałością mechaniczną, aby zapewnić, że bateria wytrzyma ruch, uderzenia i wielokrotne zginanie bez uszkodzeń wewnętrznych.
W akumulatorach CWB priorytetem są cienkie konstrukcje o niskim profilu. Dzięki rozmieszczeniu ogniw na dużej powierzchni całkowita grubość jest zminimalizowana. Z punktu widzenia inżynierii systemowej urządzenia te są zoptymalizowane pod kątem ograniczeń SWaP (rozmiar, waga i moc). Poprawa równowagi i odczuwalnej wagi często zapewnia większe korzyści operacyjne niż bezwzględne zmniejszenie masy.
Większość dopasowanych baterii do urządzeń noszonych opiera się na chemiach litowo-jonowych lub litowo-polimerowych ze względu na ich dojrzałość i gęstość energii. Komórki litowo-polimerowe typu pouch szczególnie dobrze nadają się do konstrukcji dopasowanych, umożliwiając płaskie geometrie, które można układać w segmentowych matrycach. W bateriach CWB zazwyczaj stosuje się ogniwa typu pouch o dużej powierzchni lub układy mniejszych ogniw segmentowych. Segmentacja poprawia odporność na awarie poprzez ograniczenie wpływu awarii pojedynczego ogniwa, natomiast solidna obudowa chroni przed wilgocią, potem, kurzem i ścieraniem mechanicznym.
W systemach zasilania urządzeń do noszenia o wysokim cyklu pracy nie da się uniknąć wytwarzania ciepła. Bateria do urządzeń do noszenia opiera się przede wszystkim na pasywnym odprowadzaniu ciepła, rozpraszając je na większej powierzchni, aby zapobiec powstawaniu gorących punktów. Bezpośredni kontakt ze skórą jest kontrolowany za pomocą warstw izolacyjnych i barier termicznych, co zmniejsza ryzyko poparzeń podczas długotrwałej pracy.
Ponadto baterie CWB zawierają wielowarstwowe zabezpieczenia elektryczne, w tym zabezpieczenia przed zwarciem, przetężeniem i przepięciem. Pod względem mechanicznym są one zaprojektowane tak, aby wytrzymać zgniatanie, przebicie i uderzenia tępymi przedmiotami. Chociaż żadna bateria do urządzeń noszonych nie może być w pełni odporna na uderzenia balistyczne, są one skonstruowane tak, aby ulegały awarii w kontrolowany sposób, unikając katastrofalnego uwolnienia energii. Ochrona użytkownika zawsze ma pierwszeństwo przed zachowaniem pojemności energetycznej.
Utrzymanie baterii noszonej o dopasowanym kształcie wymaga wszechstronnej infrastruktury ładowania, zdolnej do działania w sieciach zasilania pojazdów oraz w bazach operacyjnych na froncie. Nowoczesne systemy ładowania baterii noszonych stawiają na pierwszym miejscu interoperacyjność, umożliwiając szybkie uzupełnianie energii z różnych źródeł podczas przemieszczania się. Zaawansowane systemy zarządzania bateriami (BMS) ułatwiają to poprzez śledzenie stanu technicznego i historii użytkowania, zapewniając monitorowanie każdej baterii do noszenia w oddziale pod kątem konserwacji predykcyjnej i niezawodności przed jej wdrożeniem.
Rozwój nowej generacji koncentruje się na elektrolitach półprzewodnikowych, które oferują potencjał dla dopasowanych baterii do noszenia, które są zasadniczo bezpieczniejsze i mają większą gęstość energii. Dzięki zastąpieniu składników płynnych składnikami stałymi powstały zestaw baterii dla żołnierza staje się praktycznie odporny na odłamki balistyczne lub uderzenia z dużą prędkością. Ponadto integracja pozyskiwania energii kinetycznej lub słonecznej przekształca CWB ze statycznego urządzenia magazynującego energię w aktywny, obsługujący dane element sieciowego ekosystemu żołnierza, zdolny do optymalizacji alokacji mocy w czasie rzeczywistym w oparciu o wymagania misji.
Wyszukiwanie firm i produktów
Subskrybuj cotygodniowy eBrief
Najnowsze osiągnięcia inżynieryjne i techniczne prosto do Twojej skrzynki odbiorczej - dołącz do tysięcy inżynierów, którzy je otrzymują.
