Vilket batteri använder din drönare? Det är troligen ett LiPo-batteri. Dessa batterier används oftast i leksaker, drönare, RC:er och till och med modellflygplan och tåg. Varför är denna typ av batteri det vanligaste valet?
Lipo-batterier är det bästa som någonsin hänt drönarsamhället och andra leksaks- och hobbysamhällen på grund av deras mindre storlek och större kapacitet. Dessa egenskaper är viktiga för längre flygtider. De utgör dock en potentiell brandrisk om de inte hanteras på rätt sätt.
Det är viktigt att känna till detaljerna i dina drönarbatterier för att få ut det mesta av dem, så jag kommer att diskutera allt du behöver veta om LiPo-batterier, inklusive hur du säkert förvarar dem och kasserar dem om de blir skadad.
Vad är ett LiPo-batteri?
LiPo står för Lithium Polymer eller Lithium-ion polymer, som är uppladdningsbara batterier gjorda av polymerelektrolyter. Enkelt uttryckt, istället för att använda en flytande form av elektrolyt, använder LiPo-batterier polymer, vilket är mer av ett "ark" som lagrar en laddning och överför ström till enheten vid behov.
LiPo-batterier har ett mjukt skal, till skillnad från jonbatterier som har ett hårt skal. Polymeren och förmågan att innesluta den i ett mjukt hölje gör dessa batterier lämpliga för RC eftersom du kan forma dem till olika former, till skillnad från med hårda skal.
Låt oss nu titta på några av huvudkoncepten som utgör ett LiPo-batteri. Jag kommer att hänvisa till bilden nedan under hela artikeln.
Spänning (nominell spänning)
Nominell spänning är den "namngivna" spänningen, eller spänningen för ett batteri i vila. Den ska inte förväxlas med märkspänningen eller driftspänningen. Till exempel är den nominella spänningen för de flesta LiPo-batterier 3,7 V, men när de är fulladdade har LiPo-batterier en spänning på 4,2. Och när du har laddat ur dem till ett minimum bör de ha en spänning på 3,0.
Detta för oss till märkningen. Du hittar de flesta batterier märkta som 2S, 3S, 4S eller 6S. Dessa siffror hänvisar till antalet celler i batterierna ordnade i serieform. Så, S står för Series.
Du kommer att märka att det också finns ett nummer betecknat med C på batteriet. På bilden ovan har vi 50C. Men det betyder inte "celler". Det betyder Discharge Rating, som jag kommer att diskutera om en minut.
För att få den totala spänningen lägger du till spänningen för varje cell. Till exempel har ett 2S-batteri två celler, så den totala spänningen blir 7,4V, 3S-batterier som bilden ovan kommer att ha 11,1 V, 4S-batterier kommer att ha 14,8 osv...
Du kan stöta på äldre batterier märkta som 2S2P, vilket betyder att det finns fyra celler; 2 i seriearrangemang och 2 i parallell struktur. Men sådana batterier har fasats ut och ersatts av de nyare modellerna.
Så, vad är betydelsen av att känna till spänningen? Det översätts till hur snabbt en motor kan rotera, vilket sedan översätts till kraften och hastigheten hos en drönare. Du kanske har stött på quadcoptrar med motorer märkta som kV. Först trodde jag, och vissa användare gjorde också, att kV står för kilovolt. Nåväl, så är inte fallet.
kV står faktiskt för RPM (rotations per minut) för varje volt. Så om quadcoptern har en 3000 kV, måste du multiplicera det med batteriets spänning. Till exempel kommer ett 2S-batteri att producera 22 200 RPM. Ju mer spänning batteriet har, desto snabbare roterar motorerna och desto mer kraft kommer drönaren att ha.
Kapacitet
För att förstå kapaciteten, låt oss använda den vanliga vattentankanalogin. Spänningen jag just beskrev är trycket i tanken. Enkelt uttryckt, ju mer tryck/kraft en tank har, desto kraftfullare kommer den att spruta ut vattnet. Nu kommer kapaciteten att vara den mängd vatten som tanken kan hålla åt gången. Så när man talar om batterier betyder det hur mycket laddning det kan hålla, vilket översätts till hur länge batteriet kan hålla.
Kapaciteten hos ett batteri mäts i milliamp-timmar (mAh). Vårt batteri ovan har 5200mAh, men du hittar några batterier med kapacitet så hög som 12000mAh, och några med mindre än 5000mAh. Dessutom, 1000mAh, gör 1Ah (Amp-timmar).
Medan ett batteri med mer kapacitet verkar vara en bra idé eftersom du får använda en drönare längre, måste du också överväga effekterna på drönarens övergripande system.
För det första betyder mer kapacitet mer vikt, och de flesta drönare kan inte fungera lika bra när de är för tunga. För det andra, om motorerna går för länge utan att svalna, kan de fatta eld och till och med skada hela drönaren.
Utladdningsvärde (C)
Även känd som "C"-klassificeringen, är urladdningsklassningen mängden laddning/belastning som du kontinuerligt kan tömma från batteriet utan att skada det. Om du använder en enhet som drar mer laddning åt gången kan du skada batteriet.
Nu har vårt batteri en urladdningsgrad på 50C, vilket betyder att du kommer att multiplicera 50 med batteriets kapacitet i ampere.
Så vårt batteris kapacitet är 5200mAh. I ampere är det 5,2 Ah.
50*5,2 =260 A.
Så du kan kontinuerligt dra 260 A från detta batteri. Nu är det det kontinuerliga betyget.
Det finns också en Burst Rating, vilket är det högsta beloppet du kan dra inom 10 sekunders serier. Vårt batteri ovan har en spränghastighet på 100C, vilket betyder att det kan överleva 520A-sprängningar ibland. Detta kan vara under accelerationen av en drönare, och det kommer oftast att vara mer än det kontinuerliga betyget.
När du köper extra batterier, se till att du är medveten om strömförbrukningen som drönaren behöver och vad du ska använda drönaren till. Racingdrönare kan behöva batterier med högre urladdningsgrad.
Internt motstånd
Även om det interna motståndet inte är en del av batteridesignen, är det viktigt att nämna det. Med vattentankanalogin kan vi bäst förklara motstånd med en slang. En slang är tänkt att låta vattnet rinna smidigt. Men om det finns en veck i slangen begränsar det hur bra vattnet rinner – ju större eller djupare vecken är, desto otillräckligare är vattenflödet.
Samma fall gäller för LiPo-batterier och all annan elektronik. Ju högre motstånd, desto mindre laddning når drönarens kritiska komponenter. Anledningen till att de inte kan indikera motståndet är att det byggs upp med tiden.
Ju mer du använder batteriet, en rest som kallas Li O (litiumoxid) avsätts, vilket ökar det interna motståndet till en punkt där batteriet blir oanvändbart. När energin inte kan nå de nödvändiga komponenterna omvandlas den till värme. Värme leder sedan till mer syreansamling i batterierna och mer litiumoxiduppbyggnad, vilket får dem att svälla. I samma ögonblick som du ser batteriet svälla bör du sluta använda det.
Att använda ett svullet batteri genererar ännu mer värme, och en process som kallas Thermal Runaway äger rum. Så småningom kombineras litiumoxiduppbyggnaden, syre, värme och fuktighet och exploderar till en eld.
Standardmåttet för resistans är ohm (Ω).
1 milliohm (mΩ) =1 ohm.
Det är viktigt att fortsätta kontrollera dina batteriers motståndsnivåer för att se till att de fortfarande är användbara. De flesta avancerade laddare kan hjälpa dig att mäta det interna motståndet antingen för en cell individuellt eller för alla celler tillsammans.
Generellt sett är det säkert att använda ett batteri med ett motstånd som sträcker sig från 0 till 12 ohm. Allt mer än det betyder att du bör överväga att byta ut batterierna.
Varför använder drönare LiPo-batterier?
LiPo-batterier har många fördelar för drönarindustrin eftersom de är små och kan bära mycket laddning i en cell (3,7 V till 4,2 V). Detta gör det möjligt att bygga ett batteri med stor kapacitet eller hög spänning för olika applikationer utan att göra drönaren för tung.
Hur laddar man ett LiPo-batteri?
LiPo-batterier är ganska känsliga. Du kan inte använda vilken laddare som helst med dem. Överladdning av dem kan leda till skador eller till och med brand. Till skillnad från andra batterier använder LiPo-batterier ett CC/CV-system som betyder konstant laddning/konstant spänning.
Som nämnts tidigare kan de hålla maximalt 4,2 V. Så när batteriet har 4,2 V på varje laddning, bibehåller det den spänningen snarare än att kontinuerligt kasta strömpulser.
Laddaren
LiPo-batterier använder så kallade balansladdare. Det är laddningar som ser till att varje cell i batteriet får tillräckligt med laddning. Balanserande laddare eller laddare med inbyggd balansering kan vara ganska dyra, men de är värda det om du vill att ditt batteri ska hålla längre. Dessutom ökar ett batteri med en obalanserad laddning (vissa celler med mer laddning) risken för att skada batteriet eller till och med orsaka brand.
Den nuvarande
En annan aspekt att tänka på när man laddar ett LiPo-batteri är mängden ström. Snabbladdare är normen i vissa enheter, där de skickar stora mängder ström (ampere), laddar ett stort batteri på kort tid. Du kan inte göra det med ett LiPo-batteri. LiPo-batterier kommer med en hastighet med vilken du kan ladda dem, precis som urladdningshastigheten.
Nu har vårt batteri ovan en laddningshastighet på 2C. Som vi beräknade urladdningshastigheten multiplicerar du laddningshastigheten med kapaciteten. I det här fallet har vårt batteri en kapacitet på 5,2Ah eller (5200mAh).
5,2*2 =10,4 A.
Så du bör alltid ladda detta batteri vid 10,4 Ampere. Kontrollera alltid ditt batteri för att identifiera lämplig laddningshastighet. Du kan ladda med en lägre hastighet, till exempel en 1C-hastighet, men gå aldrig över vad märkningen på batteriet rekommenderar .
Anslutningarna
Och slutligen bör du se till att laddaren du använder har en kontakt som är kompatibel med de på ditt batteri. Som du kan se i vårt batteri ovan har varje Lipo-batteri två kontakter. Den gula går (mest XT-60) till drönaren, medan de vita pluggarna går till balansladdaren. Viktigast av allt, eftersom du har att göra med hög spänning och strömstyrka, bör ledningarna vara tjocka.
Hur många LiPo-batterier behöver du till din drönare?
Två till tre batterier skulle vara bra för din drönare. Även om det är möjligt att ha fler batterier och flyga länge, riskerar du att skada dina rotorer, speciellt när du kör dem för länge utan att låta dem svalna.
Hur man förvarar LiPo-batteri
Ett LiPo-batteri ska aldrig förvaras när det är fulladdat. Den bör inte heller förvaras under 3,0 V. Om du gör detta kan de skadas fullständigt. Om du till exempel förvarar dem vid full laddning kommer batterierna automatiskt att ladda ur sig själva och de kan sluta med en spänning på mindre än 3 V.
Den optimala lagringsspänningen är 3,8 V. Kontrollera alltid batteriernas spänning före förvaring. Tack och lov låter de flesta avancerade laddare dig kontrollera spänningen, så ladda dem om de är under 3,0 V och ladda ur dem om spänningen är mer än 3,8 V.
För att förhindra bränder när de förvaras, förvara alltid LiPo-batterier i brandsäkra påsar som den på bilden nedan.
Andra förvaringsutrymmen som ammunitionspåsar eller skjutvapenskåp fungerar fortfarande så länge de är brandsäkra.
Så här reser du med LiPo-batterier
Om du planerar att ta med dig din drönare när du reser kan du säkert ta med dig 2 till 3 LiPo-batterier. LiPo-batterier är dock inte tillåtna i lasthytten eftersom de utgör en brandrisk. Du måste bära dem med ditt andra handbagage.
Innan du packar batterierna, se till att de inte är skadade. Du kan placera batterierna i en brandsäker väska eller en drönarbärande låda med fack för batterierna. Se också till att du kontrollerar flygbolagets riktlinjer för att bära drönare och batterier.
Hur länge håller LiPo-batterier?
LiPo-batterier är designade för att hålla minst 300 till 500 cykler när allt är perfekt. Det vill säga, förvara dem i rätt spänning, förvara dem vid rätt temperatur, undvik överdriven luftfuktighet, undvik att punktera dem och ladda dem med rätt laddare.
Det är dock inte alltid möjligt att upprätthålla alla dessa villkor. Det är därför de flesta LiPo-batterier i genomsnitt har mellan 150 och 250 cykler. Det kan vara allt mellan 1 år och 3 år, beroende på hur ofta du använder din drönare.
Hur man gör sig av med ett LiPo-batteri
Vid ett tillfälle kommer du att behöva slänga ditt LiPo-batteri, vilket du bör göra mycket försiktigt. Här är varför. Som nämnts tidigare gör litiumoxiden och syreuppbyggnaden att batteriet sväller. Och jag nämnde, fortsatt användning kan skada batterierna och orsaka brand.
Men även om du inte använder batteriet kan det fortfarande orsaka brand om du punkterar det. Thermal Runaway-processen kan fortfarande inträffa, särskilt om batteriet fortfarande är laddat.
OBS:Vissa företag erbjuder garantier på batterierna. Så kontrollera det innan du provar någon av processerna nedan.
Oavsett om dina batterier är urladdade eller svullna, gör följande innan du kasserar dina LiPo-batterier:
Börja med att kontrollera spänningen. Den idealiska spänningen för att kassera ditt batteri bör vara 0,0 V. Om det har en viss laddning, ladda ur det med något av följande steg.
Se till att de är helt urladdade innan du kasserar dem. Det finns flera sätt du kan göra detta.
- Du kan använda din balansladdare för att ladda ur dem eller använda dem i drönaren tills de lämnas utan laddning. Den senare processen är riskabel eftersom du kan sätta eld på din drönare.
- Ett annat sätt att tömma det är att använda ett saltvattenbad. Tillsätt varmt vatten på en bricka och mätta den med salt tills inget mer salt kan lösas upp. Blötlägg sedan batterierna i det salta vattnet.
- Du kan också tömma den genom att ansluta den till en LED-lampa medan batteriet doppas i sand. När lysdioden dämpas eller slocknar på grund av låg spänning, koppla ur den och anslut batteriets positiva och negativa ledningar för att orsaka kortslutning.
När du är säker på att den inte har någon laddning kan du slänga den i din vanliga papperskorg eller leta efter lokala batteriavfallstjänster.
Säkerhetsåtgärder
Nedan finns några säkerhetsåtgärder och en sammanfattning av hur man förlänger ett LiPo-batteris livslängd.
- Ha alltid en brandsläckare i närheten . LiPo-batterier klarar sig inte bra i höga temperaturer och leder ofta till brand. Även om en brandsläckare inte är den bästa för kemiska reaktioner som den i LiPo-batterier, kommer den att hjälpa till att begränsa den.
- Övervaka dina batterier ständigt när de laddas . Det tar bara några sekunder av fel temperaturer för dessa batterier att explodera. Så om du lämnar dem och går till affären, eller för att springa runt i grannskapet, kan du komma tillbaka för att hitta hela ditt hus i brand.
- Se till att förvaringsutrymmet har rumstemperatur. Jag ska betona igen, LiPo-batterier och höga temperaturer är svurna fiender.
- Förvara alltid batterierna i ett torrt utrymme , och se till att de inte kommer i kontakt med vatten eftersom vatten underlättar de kemiska reaktionerna som orsakar en brand.
- Håll alltid dina batterier rena . Använd en mjuk borste för att rengöra drönaren, kontakterna och drönarens batterifack.
- Håll alltid spänningen mellan 3,0 V och 4,2 V och lagra dem vid 3,7 V.
- Använd en balansladdare av hög kvalitet.
- Undvik att använda metallföremål som kan koppla ihop det positiva och negativa , vilket orsakar en kortslutning. Detta kan vara när du använder en tång under lödningsprocessen.
Slutsats
Och där har du det. Förhoppningsvis har jag täckt allt du behöver veta om LiPo-batterier för drönare. Även om de erbjuder fler fördelar än andra batterityper, måste du hantera dem försiktigt för att förhindra potentiella faror.
Som vi har fastställt, håll dem vid lämplig spänning, använd rätt laddare, undvik för varma eller för kalla temperaturer, undvik att använda svullna batterier, lämna dem aldrig utan uppsikt och se till att batterierna är urladdade innan du kasserar dem.
Även om du bör ta riskerna på allvar, är dessa batterier inte något som skrämmer dig dock. Rätt hanterad ska du aldrig behöva möta en nödsituation. Och glöm inte att ha kul när du flyger dina drönare.