導入
無人航空機 (UAV) の急速な進化により、物流や農業から映画撮影や公共の安全に至るまで、業界が根本的に再構築されました。この技術革命の中心には、バッテリーという単一の重要なコンポーネントがあります。最新のドローンでは、リチウムポリマー (LiPo) バッテリーが議論の余地のない業界標準として浮上しています。高エネルギー密度、軽量構造、優れた放電能力の独自の組み合わせにより、小型の民生用クアッドコプターから重量物を運ぶ産業用ドローンに至るまで、幅広い航空機プラットフォームに理想的な電源となっています。-ただし、これらの高度なエネルギー貯蔵デバイスの性能、安全性、寿命は、その化学的性質だけではありません。高度なバッテリー管理システム (BMS) と適切な運用プロトコルに大きく依存しています。
リチウムポリマー電池とは何ですか?
リチウム ポリマー電池は、LiPo または Li- 電池とも呼ばれ、従来のリチウム- イオン電池に見られる液体電解質の代わりにポリマー電解質を使用する充電式リチウム-イオン電池の一種です。この電解質は通常、充放電サイクル中にアノード (通常はグラファイト) とカソード (多くの場合コバルト酸リチウムまたは他のリチウム金属酸化物) の間でのリチウムイオンの移動を促進するゲル状の物質です。-。
このポリマー-ベースの設計は、UAV アプリケーションにいくつかの重要な利点をもたらします。
①高いエネルギー密度：LiPo バッテリーは軽量パッケージに大量のエネルギーを詰め込み、これが飛行時間の延長を可能にする主な要因です。
②高い放電率：これらは、離陸、迅速な操縦、および重いペイロードの運搬に不可欠な、迅速かつ強力なエネルギーのバーストを提供できます。
③柔軟なフォームファクタ:硬い円筒形のセルとは異なり、LiPo バッテリーの柔軟なパウチ設計により、さまざまな形状やサイズで製造できます。この柔軟性は、重量配分を最適化し、狭い特殊なスペースにバッテリーを取り付ける必要があるドローン設計者にとって非常に貴重です。
④軽量構造：ポリマー電解質と柔軟なパッケージにより、金属ケースのリチウムイオン電池に比べて重量が大幅に軽減され、ドローンの推力対重量比が直接的に向上します。{0}{0}{1}
主な仕様とその見方
特定のドローン用途に適切な LiPo バッテリーを選択するには、その主要な仕様を完全に理解する必要があります。これらのパラメータは、バッテリの機能と制限を定義します。
容量 (mAh または Ah):ミリアンペア-時間またはアンペア-時間で測定され、バッテリーが蓄えることができるエネルギーの総量を示します。一般に、容量が大きいほど（例: . 1500mAh に対して 5000mAh）、飛行時間が長くなります。ただし、容量が増えると重量も増えるため、俊敏性が低下し、消費電力が増加する可能性があるため、オペレータはバランスを取る必要があるトレードオフが生じます。-
電圧 (V):単一の LiPo セルの公称電圧は 3.7V です。完全に充電されると約 4.2V に達しますが、損傷を防ぐために約 3.0V 以下で放電しないでください。セルは電圧を高めるために直列 (S) に接続されます。一般的な構成には次のものがあります。
3S (11.1V):小型のエントリーレベルのドローンで使用されます。-
4S (14.8V):中距離の消費者向けドローンやレース用ドローンで一般的。{0}}
6S (22.2V):多くのプロ用および産業用ドローンの標準。
12S+ (44.4V 以上):高出力、重量物を持ち上げる産業用 UAV- で使用されています。-電圧が高いシステムは、同じ電力出力でも消費する電流が少なくなり、発熱が減るため、効率が高くなります。
放電率（C-定格）:C- 定格は、バッテリーの容量に対する最大安全連続放電電流を示します。たとえば、50C 定格の 5000mAh バッテリーは、250A (5Ah * 50C) の連続電流を安全に供給できます。より高い C- 評価は、迅速な電力供給を必要とする高性能ドローンにとって重要です。- C- 定格が不十分だと、電圧低下、不安定な飛行、過熱が発生する可能性があります。
内部抵抗 (IR):これはバッテリー内の抵抗の尺度です。 IR が低いほど、より効率的なエネルギー伝達が可能になり、熱の発生も少なくなるため、より優れています。バッテリーが古くなると、通常、内部抵抗が増加し、性能と容量の低下を示します。
リポVS。ドローン用リチウムイオン-
リポ電池とリチウムイオン電池はどちらもリチウム{0}}ベースの技術ですが、さまざまな用途に適した独特の特性を持っています。ほとんどのダイナミックなドローン用途では、放電率が大幅に高い LiPo バッテリーが推奨されます。これにより、離陸、操縦、ペイロードの持ち上げに必要な急速なパワーバーストが提供されます。 Li- イオン バッテリーは、一部の用途では耐久性を高めるために比エネルギー (Wh/kg) が高いことがよくありますが、LiPo バッテリーは、ダイナミックな UAV 飛行に必要な優れた応答性と出力密度を提供します。
